Какие типы 3d сканеров существуют?
Согласно исследованиям рынка, увеличивается рост промышленности, связанной с производством 3d сканеров, и к 2018 году товарооборот должен достичь 4,08 миллиарда долларов, соответственно темпы годовой прибыли повышаются на 14,6%.
Причина такого роста заключается в технологических особенностях и возможностях 3d сканеров, в будущем может появиться персональное 3d сканирование, например, с помощью продуктов от компании Google или Microsoft Kinect. Мы можем представить себе будущее, в котором у каждого человека 3d камера помещается в кармане, а с персональным 3d принтером, человек мог бы воссоздать любую часть окружающего его мира.
Для тех, кто хочет приобрести 3d сканер для домашнего или коммерческого использования, или просто интересуется различными вариантами современной оцифровки физических данных, мы составили этот список, руководствуясь соображениями о целесообразности покупки устройства. Многие сканеры могут быть сконструированы в домашних условиях, что будет значительно дешевле, нежели покупать готовую систему.
3d сканеры с LED подсветкой
Такие сканеры используют в качестве шаблона для обнаружения объектов – полосы, а основными методами создания моделей являются: создание лазерных помех и проекций. Последний использует два плоских лазерных луча, для создания двух равноудаленных линий. Такой метод полезен для создания изображения, с практически неограниченной глубиной резкости, то есть объект может находиться как на далеком, так и на близком расстоянии от лазеров, при этом качество полученной картинки не будет меняться. Высокая точность проекции, которая получается с помощью такой установки, делает её практически недоступной в ценовом плане, для большинства потребителей.
Более доступными и распространёнными, являются SL сканеры, которые работает по принципу стандартного видеопроектора, проецирующего на объект набор чередующихся между собой черных и белых полос. Для запечатления сдвигов и искажений полос используется одна или две камеры. Таким образом получаются точки смещения для воссоздания объекта в 3d.
Особенности:
- данные будут лучше считываться при низком освещении;
- может быть построена в домашних условиях;
- обладает большой скоростью, некоторые системы могут сканировать даже объекты в движении;
- точность сканирования практически не уступает лазерным сканерам.
Примеры:
Лазерные 3d сканеры
Одни из самых распространенных на рынке являются лазерные 3d сканеры, они бывают нескольких видов: от крупных, которые устанавливаются на треноги, для сбора данных на больших расстояниях, до ручных, способных измерять текстуры на лице человека. Работают они основываясь на разных принципах (акустико-оптических дефлекторах, поверхностно-излучающих лазерах с вертикальной полостью и т.д.). Поверхностно-излучающие лазеры, используются для калибровки стыковки на шаттлах, которые использует НАСА.
Обычно лазерные 3d сканеры используются для сканирования на больших расстояниях, а принцип работы схож с работой лазерного дальномера: в трехмерном пространстве рассчитывается скорость перемещения лазерного импульса с точки, в которой установлено устройство, до объекта и обратно. Если объединить все полученные данные – получится своеобразное точечное облако в трехмерном пространстве. Еще одним способом получения и расчета данных является триангуляция.
Триангуляция используется в портативных 3d сканерах, а принцип работы заключается в том, чтобы записать положение объекта, которое потом используется в расположении объекта относительно поля зрения камеры. Для ускорения процесса, лазерный импульс используется для просчета нескольких точек одновременно.
Особенности лазерных 3d сканеров:
- может использоваться в помещениях с любой освещенностью;
- может сканировать части любого материала;
- большая глубина резкости;
- лазерный свет может быть разрушительным для глаз, поэтому на лучи смотреть не стоит.
Примеры:
Фотограмметрия
При фотографировании, несколько фотографий, снятых с разных ракурсов, сшиваются вместе, используя для создания 3d модели, определенные алгоритмы. Этот метод, при умелой настройке, можно назвать самым быстрым 3d сканированием. Такие компании, как Infinite Realities использовали для создания фотограмметрических установок, от 50 до 120 высокоскоростных камер, чтобы сделать 3d модели максимально реалистичными. Google используют сшитые аэрофотоснимки и создают трехмерные, топографические модели земли. Если же у Вас есть только одна камера, то процесс съемки замедлится, так как будет нужно перемещаться вокруг объекта и делать большое количество фотографий, чтобы получить максимально хороший результат. Но это довольно дешевое решение, так как из оборудования понадобиться камера и несколько программ. В зависимости от качества полученных снимков могут получиться хорошие или же посредственные результаты.
В основе фотограмметрии лежат художественные алгоритмы, которые определяют уникальные особенности на снимке и на основе полученных результатов, сшивают их в одно целое.
Особенности:
- возможность использования только одной камеры;
- один из самых легких способов для создания трехмерного изображения в домашних условиях;
- прекрасный метод для аэрофотографии.
Примеры:
Контактный 3d сканер
Щуп перемещается вдоль поверхности объекта, с помощью руки или специальных механизмов и передает данные о перемещении на компьютер. Благодаря точности измерения данным способом, зонды, часто применяются для проверки точности каких-либо изготовленных деталей.
Основным недостатком этих сканеров является их ограничение в сканируемых поверхностях, а особенно подвижных объектов. Еще один недостаток – необходимость того, чтобы сканер непосредственно касался объекта. Если последний довольно хрупкий, тогда есть возможность его повредить. Последний недостаток – маленькая скорость работы, сочетающаяся с необходимостью постоянного перемещения сканера.
Особенности:
- высокая точность работы, с возможностью последующего экспорта в CAD пакеты;
- можно приобрести за относительно недорогую цену, особенно старые системы.
На что обратить внимание перед покупкой 3d сканера?
Если же Вы все же думаете о приобретении 3d сканера, стоит учитывать все аспекты:
Мобильность. Она отвечает за то, чтобы подносить объект к камере или наоборот. Если мобильность является основным Вашим требованием, тогда стоит обратить внимание на ручной лазерный 3d сканер.
Точность – это прямой показатель, влияющий на цену трехмерных сканеров. Если нужно спроектировать ту или иную деталь – точность играет немалую роль.
Скорость. Такая характеристика должна учитываться, если Вы планируете снимать движущиеся объекты.
Стоимость – это главный аспект при выборе устройства. Стоимость напрямую связанна с качеством полученных результатов. Чем дороже оборудование – тем лучше качество. Но как только Вы полностью определитесь со своими потребностями – сразу станет понятно, какой ценовой категории 3d сканер будет Вам нужен.
