Блог

3D сканирование - краткий обзор технологий


Распространение 3D сканирования как вида деятельности является весьма бурным, а рост рынка составляет порядка 15% в год. Во многом это обусловлено широким спектром решаемых задач, развитием и упрощением внешних интерфейсов аппаратного обеспечения, позволяющего осваивать и использовать 3D сканирование даже детям. Развитие персонального 3D сканирования с простыми моделями домашних 3D сканеров, в том числе «самодельных» – это уже реальность сегодняшнего дня.


В общем и целом, 3D сканирование может быть двух видов – контактное и бесконтактное. В контактном сканировании используются разные модификации щупов, которые передвигаются по поверхности объекта и фиксируют его геометрию, такие сканеры могут давать высокую точность измерений, однако, имеют существенные ограничения по размерам сканируемых объектов и могут повреждать поверхность, если она хрупкая. Соответственно, бесконтактное 3D сканирование работает с объектом без механического воздействия на поверхность.



odin.jpg  



Одним из вариантов является 3D сканер с LED-подсветкой, который использует для идентификации объекта сканирования полосы, а сами модели строятся либо на основе проекций, либо с помощью создания лазерных помех. Метод проекций использует два лазерных плоских луча, с помощью которых создаются две равноудаленные линии, такой вариант позволяет создавать 3D объекты с высокой глубиной резкости, при этом качество изображения не будет зависеть от расстояния, на котором находится объект.


Наиболее распространенным и доступным аппаратным решением является 3D сканер, работающий на основе обычного проектора, накладывающего на объект проекцию черных и белых полос, которые искажаются при движении сканера вокруг объекта и фиксируются одной или двумя камерами, а полученные точки при смещении становятся основой для будущего 3D образа объекта. Преимуществами данного варианта является простота сборки установки даже в домашних условиях с использованием фотоаппарата и проектора, быстрота сканирования и достаточно высокая точность, в том числе и по сравнению с лазерным сканированием.



da2.jpg  



Проекционные системы 3D сканирования непрерывно эволюционируют, например, во всем мире набирают популярность так называемые Shapify Booth, созданные специально для сканирования человека в полный рост. Устройство оснащено широкоформатными сканерами, вращающимися вокруг человека и снимающими его со всех сторон в высоком разрешении. Получаемая в итоге 3D модель детально воспроизводит внешний вид человека: от позы, в которой он был снят, до складок на одежде. При этом важно частью сервиса является автоматизация и скорость всего процесса от сканирования до обработки полученных данных в нужный формат для 3D печати и передачи готовой 3D модели в соответствующий сервис.



Artec_Shapify_Booth.png 



Лазерное 3D сканирование является одним из относительно новых направлений высокоточных измерений, в его основе лежит принцип измерений расстояния от источника лазерного пучка до объекта сканирования. Пучок лучей отражается от поверхности и поступает обратно в 3D сканер, на основе времени возврата сигнала определяется расстояние от излучателя до каждой точки поверхности сканирования. На основе полученных данных формируются трехмерные координаты объекта относительно излучателя сканера, так называемое «облако точек», которое с заданной точностью описывает объект и является основой для его будущей 3D модели.  


Важным преимуществом лазерного 3D сканирования является скорость, с которой производится формирование облаков точек, и для объектов со сложной геометрией такой способ измерения является часто единственно возможным. Однако, сам процесс обработки полученных данных (облаков точек) и создание 3D моделей для производственных целей является весьма трудоемким и затратным, зависит от «разрешения» при сканировании.


3D сканирование активно используется во многих областях:


В инженерном анализе сканирование дает возможность изучать физические данные объекта, моделировать различные сценарии и поведение материалов и геометрии при определенных нагрузках, уменьшая тем самым количество брака при изготовлении.


3D сканирование позволяет «копировать» созданные ручным способом изделия и производить их в промышленных масштабах из разных материалов, а в некоторых областях оно позволяет полностью отойти от производства объектов на основании чертежей и рисунков, заменяя их 3D моделями.


Важную роль технологии сканирования играют в деле реставрации и воссоздания архитектурных объектов с высокой точностью, чего нельзя было бы сделать другими способами измерений.


В медицине появилась возможность создавать протезы и элементы скелета индивидуально для каждого случая, учитывая индивидуальные особенности строения тела пациента. Кроме этого, есть возможность изготавливать макеты органов и костей для проведения исследований и планирования операций, что существенно повышает эффективность медицины.


3D сканирование широко используется в киноиндустрии и сфере компьютерных игр, в которые с высокой точностью переносятся не только отдельные объекты, но и целые города и ландшафты. По всему миру набирает популярность создания 3D фигурок людей, домашних животных, автомобилей, которые с помощью сканирования и 3D печати становятся интересной и «живой» альтернативой фотографии.  




Больше интересного

Макет автозаправочной станции КНП

Изготовление макета заправочной станции в масштабе 1:65 с моделями транспорта и людей

Далее
3D-cканирование коронки для экскаватора

Трехмерное сканирование сменной детали ковша экскаватора для добывающей промышленности

Далее
Прототип коммуникационного устройства

Изготовление рабочей модели перчатки в комплект оборудования виртуальной реальности

Далее
Ситалловое стекло - опыт на Picaso 3D Designer

Обзор использования, "хинты" и рекомендации по настройкам для Picaso 3D Designer


Далее
Подарочный макет АЗС c подсветкой

Подарки бывают разные: партнерам и руководителям можно подарить настольный мини-макет 

Далее
Как изобретение 3D принтера изменило мир

С чего всё начиналось, каким стал мир с приходом аддитивных технологий, и какие возможности откроются нам в скором будущем
Далее
Набор фишек для настольной версии "Игры Престолов"

Печать большого набора из 207 фишек для настольной игры за большим столом на девять человек.

Далее
Модель промышленной установки

Сборка модели для наглядного представления изобретения промышленной установки из нефтегазовой отрасли.
Далее
Изготовление деталей макета электродегидратора ЭГ-160

Большой макет для большого дипломного проекта на основе адаптации 3D-моделей клиента

Далее
Серия настольных сувениров с держателями

Изготовление функциональных настольных сувениров с держателями бумаги

Далее
Модель самолета Airbus A319

Детализированная модель самолета на основе разработки высокоточной 3D-модели в масштабе 1:72

 
Далее
Экспресс-макет твердотопливного котла ZOTA

Произвели для будущего музея экспресс-макета твердотопливного котла ZOTA Magma 

Далее
Изготовление корпуса автомобильного зеркала

На основе 3D-сканирования целого корпуса второго зеркала, из ABS-пластикa

Далее
Цветное 3D-сканирование робота

3D-сканирование известного в узких кругах геймеров персонажа, представляющего линейку ROG от ASUS.

Далее
Эксклюзивный сувенир

Изготовление эксклюзивного сувенира на основании 3D моделирования по фотографии с помощью фотополимерной печати. 

Далее
Макет станции спутниковой связи на базе Урала

Спроектирован на основе фотографий и габаритного чертежа, в основе 3D-печать

Далее
Создание 3D-моделей на основе 3D-сканирования

Проведение работ по трехмерному сканированию и моделированию деталей турбодетандера

Далее
Реплики реквизита "Звездных Войн" стали доступны фанатам

Студия Lucasfilms запускает линейку высокоточных реплик экипировки и оружия героев "Звездных Войн". 

Далее
Моделирование детали турбины

Создание твердотельной 3D-модели элемента турбины на основе 3D-сканирования


Далее
3D печать еды: реальность и перспективы

Дайджест на тему использования 3D печати для приготовления еды, что происходит в мире.

Далее
Производство чаши для добывающей компании

Изготовили четырехзаходную спиралевидную чашу из ABS-пластика на основе 3D-модели

Далее
Новая версия 3D-печатного беспилотника от Airbus

Тринадцати футовый беспилотник, состоящий всего из 50 частей, представлен компанией Airbus.

Далее
Изготовление автомобильных деталей

3D-печать автомобильных деталей на основе 3D-сканирования пластиковых оригиналов 

Далее
Экспресс-макет промышленной установки

Изготовление экспресс-макета промышленного установки с помощью 3D-печати

Далее
3D-сканирование предметов искусства

Трехмерное сканирование декоративно-прикладных изделий для последующего производства

Далее
Модель производственного участка

Создание макета производственного участка на основе построенных 3D моделей в масштабе 1:100 

Далее
Корпус сканера билетов

Проектирование и производство корпуса устройства для сканирования билетов с фирменной символикой


Далее
Подборка по 3D-печати №1

Примеры готовых изделий в области 3D-печати, материалы: ABS, PLA, PETG, RUBBER


Далее
Изготовление промышленного вентилятора

Проектирование по фото и 3Д-печать промышленного вентилятора из ABS-пластика 

Далее