Сканер EinScan-SE — это следующая модель из линейки S, доработанная и усовершенствованная. Аппарат с литерой E (Elite) получил новый дизайн, высокую производительность и скорость работы, поддержку многочисленных форматов файлов, недоступных в прошлой версии.
Contents
Особенности
3D-сканер работает по технологии структурированного света (безопасного для зрения), обеспечивая точность цифровой копии до 0,1 мм и предлагая возможность сканирования цвета и текстуры. Для получения стабильных результатов сканирования можно установить головку сканера на штатив: в этом режиме удобно захватывать лица или неподвижные объекты.
Широкий диапазон сканирования от маленького до большого
Автоматическое сканирование с помощью поворотного стола или вручную на штативе доступно в зависимости от размера объектов. Пользователям предлагается два режима сканирования — автоматический и фиксированный. Область захвата сканера в режиме Fixed Scan (c поворотным столом) — 200 × 200 × 200 мм, в Fixed Scan (без поворотного стола) этот параметр возрастает в 3,5 раза — 700 × 700 × 700 мм.
Скорость работы
Процесс сканирования с захватом цвета и текстуры занимает приблизительно 30 секунд, создание только сетки идет быстрее в 3–4 раза — 8–10 секунд. В автоматическом режиме время съемки зависит от заданного пользователем числа шагов в полном обороте на 360°. Диапазон — 8–180 шагов.
Чем больше шагов, тем дольше длится процесс, так, 8-шаговое сканирование длится немногим больше минуты, 32 шага потребуют почти 12 минут. Количество шагов влияет на качество детализации: с увеличением параметра растет качество. Удлиняет время сканирования включение опции HDR, обеспечивающей высокое качество результата.
Особенности обработки в программе
С помощью ПО пользователь может «сшить» несколько сканов, применив ручное или автоматическое выравнивание. В программе допускается объединение нескольких сканов, полученных на разных этапах сканирования, когда в процессе съемки изменялось освещение и прочие параметры.
Совместим с 3D принтерами
Автоматическое формирование 3D-данных для 3D-печати.
Высокая детализация
Реконструкция геометрии объекта с мелкими деталями.
Безопасно при использовании
Видимый белый свет, без лазера, безопасно для глаз.
Сканирование в цвете
Простая реконструкция 3D модели физических объектов с цветовой текстурой.
Комплектация
В комплект поставки Shining 3D EinScan-SE входят:
- сканер с держателем;
- блок питания;
- поворотный стол;
- калибровочная пластина;
- набор соединительных кабелей;
- подставка-кронштейн.
Технические характеристики
| Режим сканирования | Автоматический (с поворотным столом), фиксированный |
| Источник света | Белый свет |
| Выравнивание | Ручное, особое, на поворотном столе |
| Точность (мм) | До 0,1 |
| Область сканирования, min/max (мм) | 30 × 30 × 30 / 700 × 700 × 700 (в ручном режиме) и 200 × 200 × 200 (на поворотном столе) |
| Скорость | От 8 сек. |
| 3D-разрешение (мм) | 0,17–0,2 |
| Возможность съемки в цвете и захват текстуры | Да |
| Рабочее расстояние (мм) | 290–480 |
| Разрешение камер | 1.3 Мп |
| Требования к ПК (min) | USB 2.0 или 3.0; Win7, Win8, Win10 (64 бит); macOS 10.15 и выше; процессор: Dual-core i5; RAM: от 8 ГБ, рекомендуется видеокарта Nvidia (1 ГБ и более) |
| Формат файлов | OBJ, STL, ASC, PLY |
| Допустимая нагрузка на стол | 5 кг |
| Вес прибора | 2 500 г |
| Мощность | 50 Вт |
| Параметры электропитания | Постоянный ток 12 В, 3,33 А |
Подготовка к работе
Перед началом работы нужно инсталлировать программное обеспечение и собрать и откалибровать прибор.
Сборка
Сканер поставляется в разобранном виде, сборка занимает несколько минут:
- поворотный столик устанавливают на подставку;
- кронштейн, на котором закрепляется сканер, прикручивается одним винтом на противоположную сторону подставки;
- поворотный столик и сканер соединяются кабелем;
- подключают сканер кабелем к USB-порту ПК и через адаптер питания к электророзетке.
Установка ПО
Загрузка установочного файла выполняется с официального сайта производителя www.EinScan.com.
- Перейти в раздел загрузки ПО — ссылка. Выбрать в выпадающем списке модель сканера EinScan-SE и нажать на кнопку Software.
- На следующей странице нужно нажать кнопку Download.
- Заполнить информацию, загрузить, установить и активировать ПО на ПК.
Калибровка
До начала сканирования программное обеспечение EinScan потребует предварительно откалибровать прибор, для чего нужно выполнить несколько этапов, не вызывающих у пользователя сложности:
- Нажмите кнопку Calibrate.
2. Поместите калибровочную пластину на кронштейн, как показано на рисунке A.
3. Отрегулируйте расстояние между головкой сканера и пластиной (программное обеспечение поможет вам в этом). Не перемещайте кронштейн при переходе между этапами, корректируйте положение пластины только при необходимости.
4. Нажмите Snap и дождитесь окончания первого цикла калибровки
5. Когда стол перестанет вращаться, снимите пластину, поверните ее на 90° против часовой стрелки и установите в указанное положение. Не двигайте кронштейн.
6. Пройдите еще один цикл.
7. При необходимости снова поверните пластину на 90° против часовой стрелки.
8. Если калибровка прошла успешно, интерфейс калибровки будет закрыт, и вы можете начать процесс сканирования.
9. Если калибровка не удалась, повторите попытку, выполнив те же действия. Если неудачи продолжаются, свяжитесь с представителями производителя.
Калибровка всегда требуется перед первым использованием сканера. Повторная калибровка также настоятельно рекомендуется в следующих случаях:
- использование сканера в первый раз после длительного ожидания;
- если при транспортировке прибор подвергался значительным вибрациям;
- если при сканировании постоянно возникают ошибки выравнивания и различные сбои;
- проблемы с качеством при сканировании появляются снова, а также отображаются неполные данные сканирования.
Принципы и особенности сканирования
3D-сканер EinScan-SE оцифровывает объект за счет проекции на него световых лучей. Луч состоит из полос изменяющегося после каждого цикла размера. Снимки выполняются двумя камерами с каждой стороны головки сканера. Затем программа определяет расстояние между лучами и формирует облако точек на основании полученных расчетов.
Чтобы определить цвет поверхности, на нее проецируются лучи трех разных цветов. Сканер улавливает отраженный свет конкретной длины волны, зависящей от цвета. Если поверхность черная, она поглощает свет, и сканер не может выполнить съемку. Проблема возникает и с объектами, поверхность которых отражает свет, а также с телами из стекла и прочих прозрачных материалов, пропускающих световые лучи.
Советы по выполнению сканирования
На выбор предлагается два режима сканирования: фиксированный и автоматический. Автоматическое сканирование подходит для оцифровки объектов небольшого размера. Фиксированный режим используют для сканирования крупных объекты — он дает возможность углубленно контролировать процесс.Чтобы облегчить работу, можно включить опцию «Режим справки для начинающих» и получить пошаговый алгоритм действий.
Перед началом работы потребуется указать следующие параметры и выполнить определенные действия:
- Указать место, куда будет сохранен проект.
2. Выбрать опцию «Сканирование текстуры» (если необходимо цветное изображение) или «Сканирование без текстуры».
3. При выборе опции «Сканирование текстуры» будет предложен тест баланса белого и рекомендации по его прохождению. Для этого нужен белый лист бумаги.
4. Отрегулировать яркость. Можно принять предустановленные параметры, предлагаемые в автоматическом режиме, или воспользоваться ручными настройками, которые будут более точные (применимо при работе с фиксированным режимом).
5. Можно включить/выключить опцию HDR.
После каждого сканирования допускается отредактировать модель, выровнять изображение в автоматическом или ручном режиме.
По окончании процесса сканирования есть возможность осуществить постобработку. Базовые варианты модели: «водопроницаемая» и «водонепроницаемая».
О режимах выравнивания
Для улучшения качества сканирования моделей, требуется выбрать правильный режим выравнивания. Пользователям 3D-сканеров с поворотным столом доступно несколько режимов выравнивания данных, то есть в программе происходит формирование изображения из нескольких сканов. Процесс выравнивания осуществляется разными способами:
- По признакам. Данные выравниваются исходя из геометрии объекта.
- По кодовым точкам. На поворотном столе есть маркеры, по которым идет выравнивание.
- По маркерам. Маркеры заранее наносятся на объект, и выравнивание осуществляется по этим точкам.
Выбор режима выравнивания для потребителя иногда бывает сложным, так как сканирование объектов с разными характеристиками требует разных режимов выравнивания. Статья «Факты о режиме выравнивания, о которых вы могли не знать» поможет начинающим пользователям правильно определить оптимальные настройки.
Программное обеспечение
ПО для EinScan является проприетарным, распространяется и обновляется на бесплатной основе. Программу можно установить на ПК с операционными системами Windows и macOS. Пакет не занимает много дискового пространства, обладает дружественным для пользователя интерфейсом. Независимо от простоты программа функциональная и удовлетворяет требованиям пользователей.
Для удобства работы с программой разработчики оставили на экране только несколько самых важных кнопок для вызова основных опций: калибровки, выбора режимов сканирования. На экране в процессе возникают нужные подсказки. Программное приложение контролирует длительность процесса сканирования и его качество. Выравнивание цифровой модели осуществляется как в автоматическом, так и в ручном режиме. Пользователю также доступны простые и понятные инструменты для постобработки трехмерного изображения.
Другая особенность программного обеспечения EinScan — совместимость с различными CAD-программами. Допускается экспортировать результат сканирования в наиболее распространенные форматы: OBJ и STL. Поддерживаются и другие форматы, такие как ASC, PLY и даже 3MF.
Отличный пользовательский интерфейс, широкий ряд опций и функциональность ПО, включая возможность экспорта файлов, превращают его в качественное дополнение к 3D-сканеру.
Сравнение EinScan-SE и EinScan-SP
В линейке S портативных 3D-сканеров EinScan наряду с моделью SE разработчики предлагают EinScan-SP — Platinum. Это усовершенствованная модель сканера EinScan-SE.
Оба сканера, EinScan-SP и EinScan-SE, схожи по конструкции и принципу сканирования. Но есть и некоторые отличия: у SP в два раза выше точность и скорость, что повлияло на стоимость устройства — она также выросла вдвое. Что касается удобства и простоты работы, то оба аппарата одинаково подходят для начинающих пользователей.
В отличие от своего аналога, EinScan-SP предназначен в первую очередь для 3D-дизайнеров в цифровой среде. Устройство обладает расширенными возможностями для быстрого сбора точных данных, которые пригодятся в дизайне, анимации, архивировании, сохранении предметов искусства, CG и VR.
Версия EinScan-SP имеет еще одно преимущество перед рассмотренной моделью: прибор поставляется в комплекте со штативом, что значительно расширяет круг потенциальных задач. Штатив дает возможность сканировать большие объекты в стационарном режиме, перемещая объект вручную.
В таблице приведены ключевые технические отличия EinScan-SP и EinScan-SE:
| Shining 3D EinScan-SP | Shining 3D EinScan-SE | |
| Точность | ≤0,05 мм (один снимок) | ≤0,1 мм (один снимок） |
| Подключение | USB | USB |
| Дисплей | Нет | Нет |
| Размеры устройства (мм) | 570 × 210 × 210 | 570 × 210 × 210 |
| Вес (г) | 4 200 | 2 500 |
| Технология | Структурированный свет | Структурированный свет |
| Разрешение камеры | 1.3 Mп | 1.3 Mп |
| Системные требования | Видеокарта Nvidia GTX 660 или выше (> 2ГБ); ОЗУ: 16 ГБ | Видеокарта Nvidia (> 1 ГБ) |
| Формат файлов | OBJ, STL, ASC, PLY, 3MF, P3 | OBJ, STL, ASC, PLY, 3MF |
| Расстояние между точками (мм) | 0,17–0,2 | 0,17–0,2 |
| Режимы выравнивания | Фиксированный без поворотного стола: функциональный, по маркерам, ручной Фиксированный с поворотным столом: поворотный, поворотный с кодируемой целью, по маркерам, ручной | Фиксированный без поворотного стола: функциональный, ручной Фиксированный с поворотным столом: поворотный, ручной |
| Поворотный стол | Есть | Есть |
| Рабочий диапазон (мм) | 290–480 | 290–480 |
| Максимальная область сканирования (мм) | До 1200 × 1200 × 1200 (фиксированное сканирование); 200 × 200 × 200 (автоматическое сканирование) | 700 × 700 × 700 фиксированное сканирование);200 × 200 × 200 (автоматическое сканирование) |
| Однократное сканирование (сек.) | <4 сек (один снимок | 8 |
| Текстура/цвет | Да | Да |
Как видно, с моделью EinScan-SP время захвата кадра сокращается до 4 секунд, что значительно ускоряет работу. Более того, EinScan-SP предлагает больше инструментов для автоматизации рабочего процесса: он поддерживает выравнивание маркеров, позволяя автоматически объединять сканы. На EinScan-SE необходимо вручную объединять сканы, выбирая 3 общие точки на каждом полученном скане.
Кроме того, EinScan SP гораздо лучше сканирует объекты, не имеющие характерных особенностей/геометрии, поскольку лучший способ для сканера не потерять трекинг при сканировании таких объектов — использование маркеров.
Теперь давайте сравним результаты сканирования различных типов объектов.
Как видно из изображений, EinScan-SE имеет определенные отклонения, некоторые из которых можно считать значительными — до 0,5 мм. Причина этому — повторяющаяся геометрия, приводящая к неправильному сшиванию объекта во время сканирования.
3D-сканер EinScan-SP продемонстрировал несколько лучшие результаты по сравнению с моделью Elite. Он достойно справился с геометрией, максимальные отклонения составили 0,2–0,3 мм.
В целом обе модели схожи по конструкции и принципам работы, и каждая из них хороша для решения разного круга задач. Поэтому, выбирая между этими приборами, следует ориентироваться на то, какие параметры для важнее.
Применение 3D-сканера Shining 3D EinScan-SE
Создание комплектующих для слухового аппарата
Точность цифрового скана позволила использовать прибор в медицинских целях для изготовления ушного вкладыша слухового аппарата. Вместо традиционного слепка выбрано сканирование ушной раковины пациента, в программе обработана 3D-модель вкладыша, затем на 3D-принтере из подходящего материала распечатан сам вкладыш.
Подробности практического опыта излагаются в статье «Слух за гранью: цифровой подход к изготовлению ушных вкладышей в тот же день»
3D-реставрация костей
Отказавшись от воска при создании костных имплантатов, медики в разы сократили время реставрации костей и максимально увеличили качество результата, а именно точность воспроизведения. Дефект сканируют 3D-сканером, восстанавливают недостающий элемент в программе и распечатывают на 3D-принтере. Таким образом восстанавливают кость невероятно быстро, точно и из любого необходимого для операции материала.
О цифровом сканировании костей подробно рассказано в статье «3D-сканирование и 3D-печать восстанавливают недостающие кости».
Создание деталей для гоночного автомобиля
Традиционно для изготовления деталей кузова и прочих комплектующих для автомобиля нужно много времени на проектирование, создание пресс-форм и прочие технологические процессы. 3D-оцифровка и 3D-печать позволили сэкономить время и деньги и произвести необходимые детали гоночного болида. При этом были рассчитаны оптимальные параметры, улучшившие ходовые характеристики автомобиля.
О том, как шел процесс создания гоночного болида, можно ознакомиться в статье «Помощь гоночной команды Чжэцзянского технологического университета в настройке гоночного автомобиля».
Итоговые выводы
После оценки 3D-сканера, удалось вывести список достоинств и недостатков устройства.
Плюсы:
- Доступная цена для применения в образовании.
- Высокие характеристики: скорость, точность, возможность съемки в цвете.
- Выбор режимов сканирования.
- Поддержка HDR
- Программное обеспечение отличается функциональностью и понятным интерфейсом.
- Простота сборки, калибровки, настройки и непосредственно процесса сканирования.
- Компактность.
- Полнота комплектации.
- Многофункциональность (применим в разных областях).
Минусы:
- Сканирование черных и блестящих поверхностей выполняется только после предварительной обработки объекта специальными спреями.
- При ярком свете оцифровку не выполнить.
- Работа с ПО возможна, только если устройство включено и присоединено к ПК.
Резюмируя вышеизложенную информацию, можно с уверенностью отметить, что 3D-сканер Shining 3D EinScan-SE может использоваться в разных областях: наука и образование, искусство и дизайн, реинжиниринг и проектирование, медицина, образование и бытовые цели. Соотношение цены и функциональности устройства можно назвать оптимальным. Благодаря простоте сборки, калибровки и настройки устройства, интуитивно понятному интерфейсу нативного ПО с процессом сканирования справится даже неопытный пользователь. Отдельно нужно отметить безопасный для зрения свет, что обуславливает его применение в школьном образовании.
