Лекция
Привет, мой друг, тебе интересно узнать все про 3d-сканеры, тогда с вдохновением прочти до конца. Для того чтобы лучше понимать что такое 3d-сканеры, трехмерные сканеры , настоятельно рекомендую прочитать все из категории электромеханические устройства электронных аппаратов.
3D-сканер — устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его 3D-модель.
3d-сканеры делятся на два типа по методу сканирования:
Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на две отдельные категории:
Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи.
Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступное окружающее излучение.
Полученные методом сканирования 3D-модели в дальнейшем могут быть обработаны средствами САПР и, в дальнейшем, могут использоваться для разработки технологии изготовления (CAM) и инженерных расчетов (CAE). Для вывода 3D-моделей могут использоваться такие средства, как 3D-монитор, 3D-принтер или фрезерный станок с поддержкой G-кода.
3D сканер (по другому его еще называют 3D scanner или сканер 3Д – «три дэ») – это инновационное устройство, которое позволяет создавать точные трехмерные модели реальных объектов с высокой степенью детализации и получать информацию о поверхности, форме и цвете объекта в компьютерном/математическом/цифровом виде. Он преобразует объект в его цифровое изображение подобно тому, как простой 2D сканер преобразует изображение на листе бумаги в изображение на компьютере.
Рис. 2. Классификация бесконтактных сканеров
Сканирующие 2D- и 3D-системы применяют для получения геометрической информации об объекте. На основании полученного результата можно подготовить: карту отклонений геометрических размеров (КОГР, активная или пассивная форма), сопоставить допуски по форме и расположению, точную 3D-модель для численного анализа или определить скорости, перемещения и деформации отдельных точек исследуемого изделия.
Основным алгоритмом оценки расстояния между точками поверхности деталей для оптических систем является метод триангуляции, основу которого составляет алгоритм распознавания схожих точек на двух сканах и расчет расстояния по методу треугольника. Самый распространенный способ, появившийся в геодезии и картографии в середине XX века, — метод фотограмметрии. Автоматизация этого способа и получение сканов в виде облаков точек вместо фотографий сокращает время расчета расстояния между точками. Тем не менее распознавание точек поверхностей по триангуляционному методу является длительной процедурой, поэтому для больших объектов (автомобили, корабли, самолеты, поезда) применяются альтернативные варианты реализации алгоритма, которые распространены в лазерных трекерах или лидарах и делятся на времяпролетные (для импульсных 3D-сканеров) и фазосдвиговые (для интерференционных 3D-сканеров) алгоритмы оценки расстояния [12].
3D сканеры могут быть использованы для широкого круга задач во многих областях промышленности, науки, медицины и искусства. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В частности они успешно решают задачи реверс-инжиниринга, контроля формы объектов, сохранения культурного наследия, используются в музейном деле, в медицине и дизайне. Таким образом, они необходимы во всех случаях, когда требуется зарегистрировать форму объекта с высокой точностью и за короткое время. трехмерные сканеры позволяют упростить и улучшить ручной труд, а порой даже выполнить задачи, которые казались невозможными.
Как правило, 3D сканер представляет собой небольшое электронное устройство, ручное (весом до 2 кг) или стационарное, которое использует в качестве подсветки лазер или лампу вспышку. Существуют модели3D сканеров, предназначенные для сканирования объектов различных типов и размеров, будь то ювелирные изделия, музейные экспонаты или лица людей. Точность получаемых моделей объектов варьируется от десятков до сотен микрометров. Возможно сканирование с передачей цвета или только формы поверхности. Эти устройства не только упрощают процесс создания трехмерных моделей, но и решают эту задачу с максимальной точностью по отношению к исходному оригиналу.
3D сканеры используются в различных областях и служат для получения моделей объектов со сложным профилем, увеличения скорости разработки, уменьшения сроков в производстве.
В области реверс-инжиниринга 3D сканеры позволяют снимать размеры объектов и создавать их 3D модели. На выходе3D сканера пользователь получает высокоточную цифровую модель реального физического объекта.
Эти устройства будут полезны в промышленности для бесконтактного контроля поверхностей сложной геометрической формы деталей, проектирования систем. Также они пригодятся для оценки износов оснастки и создания упаковки точно повторяющей форму изделия.
В медицине с помощью 3D сканера можно наблюдать за ходом лечения пациентов, осуществлять предоперационное планирование, создавать анатомическую обувь. Широкое применение они получили в сфере ортодонтии, где необходимо точное, качественное сканирование объектов небольшого размера.
Дизайнеры используют 3D сканеры для получения формы объекта, и ее доработки. В музейном деле и археологии они пригодятся для детального сканирования, точного восстановления и реконструкции скульптур и памятников архитектуры.
Сканирование людей (получение цветной 3D модели человека) может быть использовано для киноиндустрии и анимации.
Купить 3D сканер может позволить себе как завод, конструкторское бюро, так и небольшая компания. На сегодняшний день 3D сканеры являются доступным инструментом. Цена 3D сканеров зависит от технологии, применяемой для сканирования.
Компания Artec Group – инноватор в сфере трехмерного сканирования. Ее специальная технология обеспечивает уникальную скорость и точность при сканировании информации о поверхности объекта (глубине), она основана на принципе структурированной подсветки.
Информация определяется благодаря проецированию под параллаксным углом на объект специальной решетки. Расчет точного положения точек в пространстве 3D производится благодаря искажениям проекции решетки, которые создает геометрия объектов.
За счет триангуляции полученных точек образуется полигональная поверхность – ее представление возможно во всех распространенных 3D форматах.
Благодаря этим системам обеспечено получение качественных трехмерных поверхностей в ходе видеосъемки. Технология сканирования Artec обеспечивает возможность интеграции устройств в пространственные системы, чтобы производить сканирование различных объектов.
Для создания 3D сканеров могут быть использованы различные технологии, каждая из которых имеет свои ограничения, преимущества и недостатки. Сегодня основными являются оптическая и лазерная технологии.
В первом случае используется лазер II класса безопасный для зрения. Чтобы 3D сканер с лазерной подсветкой имел привязку к объекту сканирования, нередко используются специальные светоотражающие марки, закрепляющиеся рядом с объектом сканирования или непосредственно на нем в определенных точках.
Во втором случае сканирование осуществляется с помощью подсветки объекта лампой вспышкой. На объект проецируются линии, образующие уникальный узор. Информация о форме поверхности объекта содержится в искажениях формы проецируемого изображения.
Ограничения в сканируемых объектах присутствуют в каждой из этих технологий. Лазерные сканеры по большей части не применимы для сканирования подвижных объектов, так как сканирование занимает достаточно продолжительное время. Следовательно, их использование затруднительно в случае, если объектом является человек. К тому же существует необходимость нанесения специальных светоотражающих меток. Преимущество использования данной технологии состоит в высокой точности получаемой 3D модели.
Оптические 3D сканеры сталкиваются с трудностями при сканировании блестящих, зеркальных или прозрачных поверхностях. Преимуществами таких устройств является большая скорость сканирования, чтоустраняет проблему искажения получаемой модели при движении объекта, и отсутствие необходимости нанесения отражающих меток. Это дает возможности сканирования человеческих лиц.
Принцип работы 3D сканера достаточно прост, и заключается в получении и сравнении изображения от двух камер. Подобно тому, как человек способен определять расстояние до предметов при помощи двух глаз, оптический 3D сканер вычисляет расстояние до объекта, используя 2 камеры. Обычно в дополнение к камерам используется подсветка (лазер или вспышка лампы), помогающая достигать высокой точности и надежности в измерениях.
Все данные об измерениях, а так же снимки переходят в портативный компьютер, данные и поверхность сканируемой детали запоминаются, анализируются и выводятся на экран в виде трехмерного изображения. С помощью компьютера можно управлять процессом сканирования, выбирать разрешение и необходимые области для уточнения детализации, сохранять и изменять полученные с помощью трехмерного лазерного.
Я хотел бы услышать твое мнение про 3d-сканеры Надеюсь, что теперь ты понял что такое 3d-сканеры, трехмерные сканеры и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории электромеханические устройства электронных аппаратов
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про 3d-сканеры
Комментарии
Оставить комментарий
электромеханические устройства электронных аппаратов
Термины: электромеханические устройства электронных аппаратов