Contents
Введение
Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш 3D-сканер не захватывает определенный объект? Или расстраивались из-за неполного результата 3D-моделирования?
Существует несколько технологий 3D-сканирования, основными из которых являются структурированный свет, лазерная триангуляция, фотограмметрия, но все они имеют одинаковые недостатки.
Некоторые объекты чаще всего вызывают проблемы при 3D-сканировании:
- Высокодетализированные объекты
- Темные поверхности
- Отражающие или блестящие покрытия
- яркие, красочные узоры
- и люди!
К счастью, для каждой из этих проблем 3D-сканирования существуют простые решения. В этой статье мы рассмотрим различные техники, которые можно применить для 3D-сканирования (почти) всего.
Высокодетализированные объекты
При съемке высокодетализированных объектов параметры сканирования по умолчанию могут не обеспечить достаточной детализации острых краев. Однако мы также хотим, чтобы 3D-данные как можно точнее отображали реальный объект, не теряя при этом никаких деталей. Настроив параметры, можно получить точную 3D-модель таких объектов. Одним из важных параметров является расстояние до точки. При выборе меньшего расстояния между точками достигается более высокое разрешение.
Многофункциональный 3D-сканер EinScan Pro Series с регулируемым разрешением до 0,2 мм идеально подходит для сканирования детально проработанных объектов. Он не только хорошо воспроизводит детали, но и обеспечивает высокую эффективность 3D-сканирования и удобство работы.
Если вы ищете лучший 3D-сканер для сканирования сложных деталей, то лучше остановить свой выбор на настольном 3D-сканере.
Отличными вариантами являются, например, EinScan-SE/SP V2, Transcan C и EinScan Pro Series (в режиме штатива). В частности, Transcan C обеспечивает разрешение до 0,035 мм.
Однако следует помнить, что более высокое разрешение означает более плотное облако точек. Это означает больший объем данных и больший размер файла. Кроме того, чем больше данных обрабатывает программа, тем больше времени это занимает.
Поэтому для небольших и средних объектов рекомендуется использовать высокое разрешение. 3D-сканирование более крупных объектов с помощью настольного 3D-сканера или штатива может занять много времени и сил.
Перед выбором метода сканирования обязательно учитывайте размеры объектов. Главное – найти оптимальный баланс между качеством сканирования и эффективностью.
Темные объекты
Если вы пробовали сканировать что-то темное и удивлялись, почему результаты оказались плохими, не сомневайтесь. Без правильной подготовки темные поверхности являются одной из наиболее распространенных проблем при 3D-сканировании.
Это связано с тем, что темные цвета поглощают гораздо больше света, чем другие. Это как под солнцем: в белой футболке мы ощущаем меньше тепла, чем в темно-синей.
3D-сканеры работают, проецируя свет и “считывая”, как он отражается (для лазеров) или деформируется (для световых моделей, так называемого структурированного света). Поскольку темные цвета поглощают больше света, 3D-сканер не может так хорошо считывать поверхность.
Один из вариантов решения проблемы – наклеивание маркеров, т.е. клейких мишеней, которые помогают 3D-сканеру в качестве своеобразных маячков. Другое решение – нанести на объект белый порошок. Эти варианты хорошо работают, но могут быть трудоемкими, грязными и не всегда подходят для хрупких объектов.
Хорошая новость заключается в том, что не все источники света одинаковы. Чем больше мощность лазера, тем меньше проблем с темными поверхностями. Синий свет также более эффективен для захвата темных поверхностей, чем белый или красный. Одним словом, он имеет более узкую длину волны, что обеспечивает лучшее разрешение.
Например, EinScan HX оснащен как мощными лазерными линиями, так и синим светодиодным излучением (в быстром режиме). Эти две технологии позволяют эффективно снимать темные поверхности, не прибегая к использованию маркеров или белых спреев.
Наша команда выполнила 3D-сканирование скульптуры черного льва, представленной ниже, за несколько минут с помощью EinScan HX:
Отражающие или блестящие поверхности
Блестящие и отражающие поверхности – еще одна распространенная проблема 3D-сканирования. В то время как темные цвета поглощают слишком много света, блестящие поверхности отражают и рассеивают его слишком сильно.
Представьте себе, как свет отражается в разных направлениях от зеркала или блестящей металлической детали. Вспомните, как работают 3D-сканеры: они проецируют источник света на объекты, чтобы измерить, как они возвращаются в сканер или деформируются. Отражения делают свет трудно или даже невозможно читаемым.
Тем не менее, блестящие металлические детали являются одними из наиболее часто сканируемых объектов в таких отраслях, как машиностроение и автомобилестроение. Как же им это удается?
Здесь на первый план выходят маркеры и мощность источника света. Более мощные и качественные источники света существенно влияют на способность 3D-сканера сканировать блестящие поверхности. На объектах среднего и большого размера использование маркеров может стать неизбежным, но гарантирует отличный результат. (Бонус: можно получить магнитные маркеры и удалить их пылесосом с помощью простого фильтра – для быстрого, легкого и неразрушающего удаления).
Благодаря мощному лазерному источнику и способности распознавать маркеры, EinScan HX подходит и для этой задачи 3D-сканирования. Фактически, из всех 3D-сканеров серии EinScan только этот сканер способен эффективно снимать блестящие объекты.
Ниже приведен пример успешного 3D-сканирования металлических объектов с помощью EinScan HX:
Цветной объект
При сканировании ярко окрашенных объектов очень важно, чтобы генерируемые данные точно отражали информацию о цвете объекта. Это в значительной степени зависит от количества пикселей текстурной камеры, т.е. от ее цифрового разрешения. Количество пикселей измеряется в мегапикселях (МП), один МП равен одной тысяче пикселей. Если разрешение камеры слишком мало, это может привести к искажению цвета.
К счастью, все 3D-сканеры EinScan имеют возможность сбора текстурных данных. Сканеры EinScan H и HX оснащены цветными камерами, а для серии Pro цветной захват доступен с помощью дополнительного модуля.
Разрешение камеры варьируется в зависимости от модели 3D-сканера, что позволяет удовлетворить различные бюджеты и специфику использования.
Если вам необходима высочайшая степень детализации цветов, то идеальным выбором будет 3D-сканер Transcan C. Этот 3D-сканер оснащен эксклюзивной 12-мегапиксельной текстурной камерой, обеспечивающей превосходную детализацию цветов за счет большего числа пикселей.
Сканирование тела
Когда речь идет о 3D-сканировании человеческого тела, необходимо учитывать три дополнительные проблемы:
- Сохранение неподвижности
- Получение прямого света в глаза
- Успешная съемка волос (мелких деталей)
Во-первых, во время сканирования объект должен оставаться неподвижным. Любое движение – даже малейшее моргание или дрожание – может привести к неточностям в итоговой модели.
Во-вторых, интенсивный светодиодный свет, которым оснащены некоторые сканеры, может вызвать дискомфорт или временно ухудшить зрение.
И, наконец, человеческие волосы сложно запечатлеть из-за их тонкости.
Некоторые специализированные 3D-сканеры позволяют решить эти проблемы. Примером могут служить сканеры EinScan H2 и Einstar. Наша исследовательская группа разработала специальные “нежесткие” алгоритмы в их программном обеспечении, которые автоматически компенсируют незначительные движения тела. Кроме того, в этих 3D-сканерах вместо светодиодов или лазеров используются инфракрасные лучи, что исключает дискомфорт для глаз. Кроме того, инфракрасная технология позволяет эффективно фиксировать как темные, так и светлые волосы.
Для 3D-сканирования тела EinScan H и Einstar (и их программное обеспечение) являются эффективными союзниками.
Заключение
Хотя некоторые поверхности представляют собой проблему для 3D-сканеров, эти препятствия можно преодолеть с помощью правильного сочетания аппаратного и программного обеспечения.
Серия EinScan охватывает всевозможные ситуации и бюджеты. Каждый 3D-сканер EinScan имеет свои уникальные особенности и характеристики, которые делают их подходящими для различных пользователей и сфер применения.
Если вы не уверены в необходимости сканирования той или иной поверхности, обращайтесь к нам за консультацией и помощью в выборе наиболее подходящего решения для сканирования.
Чтобы глубже погрузиться в тему 3D-сканирования, посмотрите этот вебинар на тему “Что нужно знать перед покупкой 3D-сканера“.
