3D сканеры

3D-сканеры - относятся к той разновидности высокотехнологичных устройств, которые производят анализ физического объекта и в дальнейшем создают модель этого объекта. Главная задача сканера - это получение максимально возможной точности 3D-копии материального объекта с минимальными затратами усилий. Технологических решений для того существует множество, да и спектр применения таких сканеров оказывается неожиданно широким.

Разделяют два метода сканирования - контактный и бесконтактный. При бесконтактном методе применяются так называемые пассивные и активные 3D-сканеры. 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 лампа), помогающая достигать высокой точности и надежности в измерениях.

Все данные об измерениях, а также снимки переходят в компьютер, данные и поверхность сканируемой детали запоминаются, анализируются и выводятся на экран в виде трёхмерного изображения. С помощью компьютера можно управлять процессом сканирования, выбирать разрешение и необходимые области для уточнения детализации, сохранять и изменять полученные с помощью трёхмерного лазерного сканера данные.

Для создания 3D сканеров могут быть использованы различные технологии, каждая из которых имеет свои ограничения, преимущества и недостатки. Основными являются оптическая и лазерная технологии. В первом случае используется лазер II класса безопасный для зрения. Лазерные 3D-сканеры используют тот же принцип, что и лазерные дальномеры - измеряется расстояние от лазера (и детектора возвратного импульса) до каждой точки на поверхности объекта; скорость света - величина известная и постоянная, соответственно, зная время, затраченное импульсом на преодоление расстояния от лазера до объекта, можно рассчитать расстояние до него. Чтобы 3D сканер с лазерной подсветкой имел привязку к объекту сканирования, нередко используются специальные светоотражающие марки, закрепляющиеся рядом с объектом сканирования или непосредственно на нём в определённых точках. Во втором случае сканируемый объект освещается световыми импульсами, изменяющимися определённым образом, камера считывает отражения и по искажениям считывает облик сканируемого объекта. 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, что устраняет проблему искажения получаемой модели при движении объекта, и отсутствие необходимости нанесения отражающих меток.

Задачи, которые решаются с помощью 3d-сканера