3D-сканирование и воспроизведение скульптур цифровым методом

Компания Nioform использовала систему EinScan H для 3D-сканирования оригиналов и создания увеличенных моделей из пенополистирола. Затем эти модели были отлиты и сформованы из алюминия на местном литейном заводе.

Шведская художница Лиза Йонассон обратилась в компанию nioform за цифровым увеличением скульптур. Ей необходимо было воспроизвести свои скульптуры примерно в два раза больше для детской игровой площадки. Компания Nioform использовала систему EinScan H для 3D-сканирования оригиналов и изготовления увеличенных моделей из пенополистирола. Затем эти модели были отлиты и сформованы из алюминия на местном литейном заводе.

Название: nioform

Размер компании: Индивидуальное предприятие

Местонахождение: Мариестад, Швеция

Продукт или услуга: Роботизированная фрезерная обработка для художников, архитекторов и дизайнеров

Потребности: Точное решение для цифрового увеличения скульптур ручной работы

Решение: SHINING 3D EinScan H

Результаты: Быстрое и точное увеличение модели

Введение

Йоаким – изобретательный мастер из Швеции, управляющий собственным бизнесом по фрезеровке и моделированию, nioform. Он физически воспроизводит идеи своих клиентов с помощью промышленных роботов и других цифровых инструментов. Несколько месяцев назад Йоаким приобрел робот EinScan H, чтобы расширить спектр своих услуг по 3D-сканированию.

Йоаким и его надежный роботизированный манипулятор.

Один из его первых проектов с использованием EinScan H заключался в 3D-сканировании больших бронзовых скульптур для цифрового архива. С новым 3D-сканером он смог работать на 50-75% быстрее и с удовольствием получал обратную связь в режиме реального времени.

Теперь Йоаким поделился с нами еще одной стороной своего бизнеса: цифровым увеличением скульптур. Цифровое увеличение скульптур заключается в создании точных, больших копий оригинальных скульптур.

Красочная и талантливая художница Лиза Йонассон обратилась в компанию nioform для цифрового увеличения двух своих скульптур. Высота обеих скульптур не превышала 2 м, и задача состояла в том, чтобы изготовить их в алюминиевом корпусе в два раза большего размера. Реплики должны были быть установлены на местной детской игровой площадке.

Вот две скульптуры, которые Лизе необходимо было повторить:

Оригинальные скульптуры Лизы Джонассон для цифрового увеличения

Цифровое увеличение скульптур: баланс между детализацией и временем изготовления

Искусство Лизы Джонассон (посетите ее страницу на Artsy, чтобы познакомиться с ее работами) часто содержит множество мелких, сложных деталей. Это одна из главных составляющих уникальности ее работ.

В данном случае на гипсовых скульптурах прослеживается каждый щелчок резцов и рифлей Лизы – прекрасные, искусные детали, которые Лиза не хотела потерять в процессе увеличения. “Ее желание заключалось в том, чтобы передать на репродукции как можно больше деталей в рамках разумного бюджета”, – говорит Йоаким.

Больше всего деталей сохранилось на лицах скульптур:

Крупный план одной из оригинальных статуй Лизы Йонассон

Чем больше деталей должен прорисовать робот с ЧПУ и чем мельче и хитрее должны быть его движения, тем больше времени это займет. Естественно, чем больше времени, тем выше счет. Таким образом, задача состояла в том, чтобы найти экономически эффективное разрешение 3D-модели.

Кроме того, “существует предел возможного разрешения, зависящий от размера фрезерных насадок и, иногда, от материала”, – пояснил Йоаким.

Для большинства фрезерных работ с ЧПУ он использовал шарошечное сверло D16 (радиус 8 мм) с шагом 3 мм. Для более детальных участков, таких как лица скульптур, он использовал более мелкое сверло D3 (радиус 1,5 мм).

“Пенополистирол не в состоянии удержать больше деталей. Нет смысла сканировать с максимальным разрешением, если в процессе производства вся эта информация не будет передана”, – добавил он.

Увеличение скульптур с помощью EinScan H

Йоаким приобрел портативный EinScan H, чтобы заменить свой старый 3D-сканер DAVID, устаревшее стационарное решение. Для некоторых проектов он по-прежнему использует традиционную фотограмметрическую установку, но эта технология не очень хорошо работает с монохромными объектами, такими как скульптуры Лизы.

Таким образом, EinScan H снова стал отличной альтернативой (о предыдущей ситуации читайте в примере компании nioform, посвященном большой бронзовой скульптуре).

Этот ручной 3D-сканер обеспечивает точность до 0,05 мм, а максимальное расстояние до точки, т.е. разрешение, составляет 0,25 мм. Для данного проекта Йоаким установил разрешение EinScan H на уровне 0,5 мм. Он посчитал, что это хороший баланс между уровнем детализации и количеством полигонов.

На 3D-сканирование обеих статуй для их цифрового увеличения у Йоакима ушло около трех часов. Расстояние между точками 0,5 мм позволило ему передать общую суть и выражение лиц статуй в увеличенных пенополистирольных копиях.

Данные сканирования скульптуры в программе EXScan

Кроме того, эти копии должны были быть обработаны вручную перед окончательным этапом литья и формовки: “В основном это вопрос придания индивидуальности с помощью следов ручной работы и устранения некоторой “компьютерности”, которую они могли бы излучать в противном случае. Моя задача – помочь художнику быстрее перейти к этому этапу”, – комментирует он.

После постобработки 3D-сканов с помощью фирменного программного обеспечения EXScan компании SHINING 3D Йоаким экспортировал их в Blender и Rhino3D для доработки. Затем он прогнал их через SprutCAM, чтобы получить файл нужного формата для производства.

Его фрезерный робот с ЧПУ работал около 7 часов, чтобы вырезать обе статуи. Реплики выглядят так же здорово и жизнерадостно, как и уменьшенные оригиналы:

Увеличенные пенополистирольные копии скульптур Лизы

После того как Йоаким закончил изготовление увеличенных скульптур из пенополистирола, он отправил их на местную алюминиевую литейную фабрику.

Заключение

Хотя точность и разрешение являются важными характеристиками, которые необходимо учитывать при выборе 3D-сканера, они не всегда являются основными. В данном случае Йоаким выбрал для своего клиента экономически эффективное разрешение.

“Я не сомневаюсь, что EinScan будет удовлетворять моим требованиям к точности в течение многих лет. Вместе с фотограмметрией для сканирования зданий и ландшафтов я считаю свой набор инструментов для сканирования полным”, – заключил он.

Мы рады, что EinScan H может быть полезен для таких художественных проектов по всему миру”. Если вы заинтересованы в использовании 3D-сканирования для цифрового увеличения, обращайтесь к нашим специалистам. Мы с удовольствием организуем демонстрацию и поможем определить, подходят ли вам наши 3D-сканеры.

EinScan H2

EinScan H2 - это гибридный ручной 3D-сканер со светодиодным и инфракрасным источником света. Он превосходит своего предшественника благодаря текстурной камере с разрешением 5 Мп, повышенной точности и 3 инфракрасным VCSEL-проекторам для более фотореалистичных текстур и качественных данных.