3D-сканирование 101: Все, что вам следует знать о 3D-сканировании

December 29, 2022

Share on facebook
Share on twitter

Массовой информации больше сосредоточены на 3D-сканировании, и люди обнаружили, что с помощью этой технологии можно захватывать данные из реального мира и переносить их в цифровую вселенную. 3D-сканирование революционизирует способы проектирования, конструирования, производства, проверки и архивирования продуктов. Компании по всему миру используют 3D-сканирование для повышения производительности и устранения ненужных затрат, а также для создания новых и интересных продуктов.

“3D-сканирование – это процесс анализа реального объекта или окружающей среды для сбора данных о его форме и, возможно, внешнем виде (например, цвете). Собранные данные затем могут быть использованы для построения цифровых 3D-моделей”.
— Википедия

В серии “3D сканирование 101” вы познакомитесь с основными концепциями 3D-сканирования, некоторыми необходимыми терминами при 3D-сканировании и распространенными методами 3D-реконструкции. Надеемся, что это полезное руководство вам поможет, когда встречаетесь со сложной информации.

Но перед этим давайте начнем с некоторых основных концепций, чтобы убедиться, что мы на одной волне.

Методы 3D-реконструкции

В области компьютерного зрения 3D-реконструкция – это процесс восстановления исходной 3D-информации из одного вида или изображений с несколькими видами. Распространенными режимами 3D-реконструкции являются: CMM, OF, sonar, CT и т.д. Эти методы широко используются в различных сферах жизни. В этой статье мы остановимся только на синей подсказке на приведенной выше диаграмме, которая является областью, над которой в настоящее время работает SHINING 3D.

Узнайте 3D-сканирование со структурированным светом

Разные типы структурированного света

Существует 3 различных структурированных световых паттерна: сдвиг фазы, случайные спеклы и многострочный. Первый из них, фазовый сдвиг, широко используется стационарными сканерами. Он может создавать свет в виде серии градиентных движущихся полос. С другой стороны, случайные спеклы и многострочные изображения могут получать данные с более высокой частотой кадров, что дает возможность сканировать во время движения. Таким образом, он в основном используется для портативных сканеров. И разница между ними заключается в характере света, который они производят. Случайные спеклы создают повторяющийся световой узор, похожий на QR-код, в то время как многострочные изображения, как вы могли догадаться из названия, создает параллельные линии с помощью двух лазерных проекторов.

Облако точек и сетка

Облако точек

Это необработанные данные сканеров, которые требуют меньшей последующей обработки. Если у вас есть высококачественные данные сканирования, облако точек можно использовать для метрологических проверок, поскольку оно может предоставить больше исходных данных.

Сетка

Сетка соединяет все точки, полученные вами в облаке точек. Это уменьшает шум для формирования гладкой модели для 3D-печати и обратного инжиниринга. Большинство программ для последующей обработки, таких как Solid Edge и Geomagic Essentials, могут работать с сеткой.

Типы источников света для 3D-сканирования

Многострочный лазер

Он используется для проецирования параллельного света и могут быть найдены на 3D-сканере SHINING 3D EinScan HX с гибридным светом и многих других промышленных сканерах.

DOE

DOE, аббревиатура дифракционных оптических элементов, относится к предварительно изогнутому рисунку на стекле сканера. За стеклом вы часто найдете светодиод, который позволяет сканеру излучать свет в определенном порядке на объект. Хотя он может проецировать только один рисунок одновременно, он имеет низкое энергопотребление и тепловыделение. Обычно мы используем его для получения спекл-рисунка и в режиме быстрого сканирования ручных 3D-сканеров EinScan H и EinScan HX.

DLP

Проектор цифровой обработки света (DLP) может проецировать различные типы структурного светового рисунка и поэтому используется многими сканерами, включая многофункциональный 3D-сканер EinScan Pro HD, настольный 3D-сканер EinScan-SE/ SP и 3D-сканер с несколькими диапазонами сканирования Transcan C. Например, многофункциональный 3D-сканер EinScan Pro HD с DLP способен создавать как картину сдвига фазы, так и спекл-свет.

VCSEL

Лазер с вертикальным резонаторным излучением (VCSEL), представляет собой разновидность лазерного проектора, используемого портативным 3D-сканером Einstar и гибридным 3D-сканером EinScan H. По сравнению с многострочным лазером VCSEL отличается структурой, меньшим размером и потребляет меньше энергии.

Качество данных сканирования: детализация против точности

Детализация

На фотографии слева мы сканируем ствол дерева для создания украшений. Для этого приложения детали более важны, поскольку вам нужна только текстура и особенности дерева, а не размер ствола.

  • Технология улучшения, ориентированная на детализацию: Эта функция встроена в программное обеспечение для сканирования и обеспечивает лучшее качество данных, обеспечивая хорошую плотность облака точек для высокого разрешения с помощью индикатора качества данных. Теперь он доступен на портативном 3D-сканере Einstar и 3D-сканере EinScan H.

Точность

Точность – это близость результатов измерения к истинному значению. ISO называет это истинностью. В качестве альтернативы, ISO определяет точность как комбинацию случайной ошибки и систематической ошибки. Для таких применений, как тюнинг автомобилей и промышленное производство, точные данные, несомненно, имеют решающее значение.

  • Точность, также известна как повторяемая точность измерений, что означает степень стабильности (соответствия) между измеренными значениями в одних и тех же условиях, измеренными несколько раз. Подобно спортсмену, стреляющему по мишени, качественный игрок может постоянно попадать в центральную зону. Точность 3D-сканера можно сравнить с площадью поражения цели, а точность – со стабильностью выполнения многократных попаданий.

Возвращаясь к нашему случаю, на фотографии справа мы сканируем интерьер автомобиля на предмет модификации. И в этой ситуации точность гораздо важнее деталей. Как и при обратном проектировании, вы хотели бы убедиться, что спроектированная вами деталь обладает хорошей точностью, чтобы вы могли легко собрать ее в исходный объект.

Теперь вы лучше понимаете основные концепции 3D-сканирования? Для получения более подробной информации вы можете обратиться к записи вебинара и следите за нашими следующими вебинарами!

Последние новости