28 апреля, 2023
время прочтения: 7 минут
694
28 апреля, 2023
Как работает 3D сканирование
время прочтения: 7 минут
694
Знаете ли вы, что 3D сканирование может стать началом проекта 3D печати? Действительно, создание трехмерной модели объекта может быть выполнено с нуля с помощью программного обеспечения для 3D моделирования или с помощью процесса трехмерного сканирования. В этой статье вы сможете больше узнать о процессе 3D сканирования и его использовании для решения разных задач.
Что такое 3D сканирование?
3D сканирование — это метод захвата реальных объектов и сред в цифровом формате. Анализируя форму объекта, а иногда и его цвет, 3D сканер может построить цифровую 3D модель. Однако не все 3D сканеры одинаковы. Существует несколько доступных технологий, каждая со своими ограничениями, преимуществами и затратами. Несмотря на эти ограничения, 3D сканирование имеет множество применений. Так 3D модель, которую можно создать на основе результатов сканирования, может стать основой для печати на 3D принтере.
Существует различное оборудование и методы 3D сканирования объектов, которые предлагают разные способы создания цифровой версии реального объекта. Далее мы чуть более подробно рассмотрим как работает каждый из них. Среди множества различных методов 3D сканирования мы остановимся на трех из них, которые можно считать основными: лазерное 3D сканирование, фотограмметрия и сканирование с помощью структурированного света.
Как работает 3D сканирование?
3D сканеры — это удивительные устройства, которые позволяют нам фиксировать форму, внешний вид объектов и сред реального мира в виде цифровой 3D модели. Но как именно они работают? Основная цель 3D сканера — создать полигональную сетку (формат STL) или облако точек геометрических образцов на поверхности объекта, которые можно использовать для реконструкции его формы и, возможно, внешнего вида. Эти точки получаются путем измерения расстояния до поверхности объекта под разными углами, в результате чего образуется конусообразное поле зрения, похожее на поле зрения камеры. Однако вместо сбора информации о цвете 3D сканер собирает информацию о расстоянии, которая используется для определения трехмерного положения каждой точки на изображении.
Существует множество доступных технологий, в которых используются различные типы датчиков, именно о них далее и пойдет речь.
Хотите попробовать 3D сканирование?
Закажите услугу в DigitalCraft3D!

Спасибо за вашу заявку. Скоро с вами свяжутся наши менеджеры.

Нажав кнопку “Отправить” вы даете согласие
на обработку персональных данных.
Лазерное 3D сканирование
Лазерные 3D сканеры на основе триангуляции имеют более высокое разрешение и точность, обычно достигая разрешения менее одной десятой миллиметра. Они имеют большое поле зрения и могут сканировать крупные объекты. Однако лазерные сканеры также имеют некоторые ограничения. На точность сканеров на основе триангуляции влияет расстояние от сканера до объекта, что означает, что они могут плохо работать для очень больших или очень маленьких объектов. Кроме того, сканируемая поверхность должна иметь достаточную отражательную способность и текстуру, чтобы точка лазера могла быть точно обнаружена камерой.
Этот метод лазерного сканирования идеально подходит для измерения и контроля объектов сложной геометрии. Это позволяет получать измерения и данные там, где это невозможно традиционными методами! Сканер, использующий лазерный свет, немного похож на камеру: он может зафиксировать только то, что находится в его поле зрения. При этом лазерная точка или линия проецируются с устройства на объект, а датчик измеряет расстояние до поверхности этого объекта.
Фотограмметрия
Фотограмметрия — это наука о проведении измерений по фотографиям. Это кажется довольно простым, не так ли? Этот метод использует параллакс, полученный между несколькими снимками, снятыми с разных точек зрения. Фотограмметрию можно использовать для записи сложных 2D и 3D полей движения. Он имитирует стереоскопию бинокулярного человеческого зрения и используется для получения всей информации о существующих физических объектах. Действительно, этот процесс собирает данные о форме, объеме и глубине объекта, который вы пытаетесь отсканировать. Этот метод используется вместе для преобразования нескольких изображений в точную 3D модель. Использование только фотограмметрии не позволит вам получить самый точный результат, но в комбинации с 3D сканированием она помогает при работе с большими объектами, уменьшая ошибки при склеивании отдельных сканов.
Сканирование со структурированным светом
3D сканеры со структурированным светом — это тип технологии 3D сканирования, в которой используются проецируемые световые узоры для захвата формы и геометрии объекта. Эти сканеры имеют ряд преимуществ перед другими типами 3D сканеров, включая скорость и точность. Они могут захватывать несколько точек или все поле зрения одновременно, уменьшая или устраняя искажения от движения. Некоторые 3D сканеры со структурированным освещением способны даже сканировать движущиеся объекты в режиме реального времени.
Процесс 3D сканирования со структурированным светом включает в себя проецирование светового рисунка на объект с помощью ЖК-проектора или другого стабильного источника света. Камера, слегка смещенная от проектора рисунка, фиксирует деформацию рисунка на поверхности объекта и вычисляет расстояние до каждой точки в поле зрения. Затем эта информация обрабатывается для создания 3D модели объекта. Процесс сканирования с использованием структурированного света часто используется в технологиях распознавания лиц или окружающей среды.
Как использовать 3D сканирование?
3D сканирование может быть более быстрым и простым методом создания 3D модели для 3D печати, если вы просто хотите воссоздать существующий объект. Но 3D сканирование используется на только в 3D печати. Индустрия развлечений, например, широко использует 3D сканирование при производстве фильмов и видеоигр, включая виртуальную реальность. Кроме того, 3D сканирование используется для захвата движения, распознавания жестов, роботизированного картографирования, промышленного дизайна, ортопедии и протезирования, обратного проектирования и прототипирования.
Эта технология также используется для контроля/проверки качества и оцифровки культурных артефактов. Одним из наиболее значительных преимуществ 3D сканирования является то, что оно позволяет создавать цифровые модели без необходимости разрушающего тестирования. Промышленное компьютерное томографическое сканирование, 3D сканеры со структурированным светом, LiDAR и 3D сканеры Time Of Flight — это лишь несколько примеров технологий, которые можно использовать для создания цифровых 3D моделей. Таким образом, 3D сканирование — это мощный инструмент, позволяющий создавать цифровые 3D модели реальных объектов и сред. Хотя у этой технологии есть ограничения, ее многочисленные приложения сделали ее важным инструментом во многих отраслях, включая развлечения, здравоохранение и производство.
Заключение
3D сканирование имеет множество преимуществ. Это отличное решение для хранения данных, которые мы можем использовать позже. Знаете ли вы, что некоторые 3D сканы Нотр-Дам, французского собора, частично сгоревшего 15 апреля 2019 года, можно использовать для его восстановления? В DigitalCraft3D мы помогаем коммерческим и государственным организациям оптимизировать рабочие процессы с помощью аддитивных технологий. Узнайте, как 3D сканирование может помочь вашему производству!
694
Будь в курсе инноваций мира аддитивных технологий!
Только реальные кейсы, использование новейших разработок отечественной и зарубежной промышленности, поможем и вам стать профессионалом в цифровом производстве.

Вы подписаны на нашу рассылку.