Hoje falaremos sobre os tipos e tipos de scanners 3D, bem como seu uso efetivo em vários campos.

A digitalização 3D é amplamente utilizada na indústria, na medicina e na vida cotidiana. Além disso, muitos processos de produção modernos não podem prescindir de automação e controle. Nestes casos, junto com a visão computacional, vem a tecnologia de digitalização 3D.

Os scanners 3D podem ser divididos em dois tipos: com contato e, portanto, sem contato.

Scanners de contato

O primeiro tipo de scanner é o CMM (máquina de medição por coordenadas).

Esses dispositivos lembram máquinas CNC industriais, em uma base maciça, mas em vez de um fuso, uma cabeça de medição com uma bola de rubi na extremidade é anexada. A digitalização ou controle das dimensões geométricas é realizada pelo método de contato. A sonda se aproxima lentamente do objeto medido, registrando o menor toque.

Também existem sistemas com "juntas" móveis nos quais são instalados encoders de alta precisão. Quando o operador move o corpo de varredura, esses sensores registram o movimento de todo o sistema e, com base nesses dados, constrói um modelo tridimensional do produto.

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Sobre as impressoras 3D, que estão gradualmente sendo usadas na vida cotidiana dos bielorrussos. Imprimir modelos de plástico tira as dores de cabeça dos engenheiros e das pessoas comuns. Mas como um objeto tangível se move para o espaço digital e se torna um modelo 3D? Onliner.by conversou sobre isso com um especialista Yevgeny Lyasota.

Medir ou desenhar um objeto físico é geralmente difícil e requer muitas medições com uma régua ou compasso de calibre. A digitalização, por outro lado, permite recriar um objeto simplesmente movendo o scanner em torno dele ou desenroscando-o na mesa de assunto. Um scanner 3D pode rapidamente transformar um objeto físico em um arquivo em um computador para posterior edição, impressão direta em uma impressora 3D ou para usinagem em máquinas CNC.

As principais áreas de aplicação dos scanners 3D são engenharia mecânica, arquitetura, medicina, odontologia, fabricação de calçados, marcenaria, cinema e jogos de computador. O uso de scanners tridimensionais pode acelerar a produção de mercadorias e reduzir significativamente a porcentagem de sucata.

Claro, a velocidade depende da complexidade do objeto, mas o modelo principal, como regra, pode ser obtido em 10-15 segundos. O rosto humano demorará 30 segundos. Claro, leva mais tempo para detalhes altos, mas a essência é esta - em qualquer caso, este é o mais rápido e jeito fácil obter um modelo volumétrico.

“Existem diferentes tipos de scanners - laser e ópticos, existem até os táteis que tocam o objeto e entendem sua forma. Todos eles têm seus prós e contras. Vamos nos concentrar em scanners da empresa italiana Open Technologies. Eles são de melhor qualidade do que os equivalentes russos e uma vez e meia mais baratos do que os scanners alemães ",- diz Eugene.

Primeiro, vamos olhar para um scanner com uma tabela de assuntos. O custo do kit é de cerca de R $ 50 mil.

O dispositivo projeta uma luz branca estruturada em um objeto e, por refração dessa luz, restaura a localização de pontos de superfície no espaço.

O scanner começa com listras muito grandes e termina quase invisível a olho nu:

O dispositivo gira o objeto e tira fotos sozinho. EM este caso examinamos a mandíbula em seis etapas com uma rotação de 60 graus.

Um programa especial analisa os dados recebidos e exibe o modelo final.

A digitalização já está mudando alguns setores. Por exemplo, odontologia. Os dentes são difíceis de medir, porque mesmo dois idênticos não podem ser encontrados na boca de uma pessoa. O que um scanner 3D faz em poucos segundos, levará muito tempo para um técnico de prótese dentária feito à mão... Este é um exercício muito exigente, que ainda será errôneo e exigirá ajustes por parte do paciente.

Os suspensórios transparentes estão ganhando popularidade especial. Eles são feitos em uma impressão impressa da mandíbula no processo de formação a vácuo a 120 graus.

O braquete acabado é inserido na boca e usado para fixar os dentes. Apesar de parecer uma divertida peça de plástico, ela se encaixa perfeitamente nos dentes, por isso se agarra. E há pressão sobre os dentes certos, então com o tempo eles se alinham.

O mais importante é que os aparelhos são invisíveis - você sorri e ninguém sabe que você os tem.

Na Bielorrússia, esta abordagem é usada de forma privada, mas se tomarmos a experiência até de países vizinhos (por exemplo, a vizinha Ucrânia), aí é aplicada de forma muito mais ampla. A tecnologia já existe há muito tempo, mas transmiti-la para pessoas que trabalharam em seu campo por vinte anos usando tecnologia padrão é bastante problemático. Enquanto isso, os técnicos de prótese dentária na Itália perceberam há cinco anos que tecnologia velha força você a trabalhar muito devagar e acompanha uma alta porcentagem de rejeições. Então, eles compraram impressoras 3D e continuaram a fazer seus trabalhos tornando-se fornecedores de serviços de impressão 3D.

A singularidade deste scanner é que ele usa projeção de feixe de luz estruturada e está equipado com quatro câmeras adaptadas para escanear diferentes áreas: duas câmeras para zonas 15 × 15 × 15 cm e duas para zonas 50 × 50 × 50 cm.

Esta solução permite digitalizar rapidamente objetos grandes, como um carro. No entanto, ao digitalizar maçanetas onde mais detalhes são necessários, você pode reorganizar o cabo USB e usar uma câmera mais precisa. O scanner "entenderá" a localização no modelo grande e combinará os fragmentos.

Vamos passar para o segundo scanner, que é cinco vezes mais barato e custa US $ 10.000.

“O fluxo de dados é tão poderoso que sem computador rápido insuficiente. Quanto mais simples for o scanner, maiores serão os requisitos do computador. Em scanners mais caros, tudo é baseado principalmente na ótica e em mais modelos de orçamento como o Kinect, são necessários pontos e isso acontece em tempo real. Portanto, o scanner portátil é especialmente exigente no desempenho do processador e da placa de vídeo ",- observa Eugene.

Tal scanner, talvez, não considere as rugas faciais no rosto, mas dará cor e volume. É aplicável para aplicações como digitalização de silencioso de um carro.

O principal campo de aplicação dos scanners portáteis é o entretenimento e a produção de filmes. Os elementos básicos da computação gráfica são agora mais lucrativos de digitalizar do que de simular. Se antes demorava tempo e recursos para as fazendas de renderização explodirem, hoje isso pode ser simplesmente digitalizado quadro a quadro. Com base nos mesmos dados, são criados modelos de jogadores em, por exemplo, jogos como o FIFA. Em princípio, um modelo tridimensional de uma pessoa inteira pode ser feito em um minuto, basta puxar o gatilho.

Na indústria, esses scanners são usados ​​para controlar a qualidade dos produtos. A ideia do designer é primordial aqui, mas o scanner permite verificar a qualidade dos produtos em todas as etapas da produção. Isso permite que você melhore o processo tecnológico - para acelerá-lo e reduzir a porcentagem de refugo. É claro que agora os scanners também estão sendo usados ​​na espionagem industrial.

Por mais caro que seja o scanner, geralmente não é uma panacéia - tudo depende da equipe que trabalha com ele. A enorme quantidade de dados que o dispositivo gera requer uma abordagem competente. Cada brilho do material, uma partícula de poeira, o scanner pode perceber como um elemento necessário, e não um artefato. Portanto, para resolver alguns problemas, um scanner de $ 200.000 pode ser muito pior do que um scanner de $ 100.000.

Tecnologia Varredura 3D apareceu apenas algumas décadas atrás, no final do século XX. O primeiro protótipo funcional apareceu nos anos 60. Claro, então ele não poderia se gabar de uma ampla gama de possibilidades, mas era um scanner 3D real que lida bem com a função principal.

Em meados da década de 1980, os dispositivos de digitalização foram aprimorados. Eles começaram a ser complementados com lasers, fontes de luz branca e escurecimento. Graças a isso, foi possível melhorar a "captura" dos objetos em estudo. Durante este período, aparecem sensores de contato. Com a ajuda deles, a superfície de objetos sólidos foi digitalizada, que não diferia em sua forma complexa. Para melhorar o equipamento, os desenvolvedores tiveram que pegar emprestadas várias tecnologias ópticas da indústria militar.

O uso de scanners 3D foi interessante não apenas para designers de estúdios de design, empresas automotivas, mas também para trabalhadores da indústria cinematográfica. Nos anos 80 - 2000, diferentes empresas lançaram seus próprios modelos de equipamentos: Head Scanner, REPLICA 3D scanner e outros. Desde então, as unidades mudaram, melhoraram, tornaram-se mais móveis e funcionais. As características de um scanner 3D são significativamente diferentes hoje.

Como funciona o scanner 3D

O dispositivo scanner 3D está envolvido em um estudo detalhado de objetos físicos, após o qual seus modelos exatos são recriados em formato digital. As unidades modernas podem ser fixas ou móveis. Um laser ou uma lâmpada especial é usado como luz de fundo (seu uso aumenta a precisão da medição).

O princípio de operação de um scanner 3D é determinado pela tecnologia de digitalização. Com a ajuda da luz de fundo e das câmeras embutidas, o dispositivo mede a distância até o objeto de diferentes ângulos. Em seguida, as imagens transmitidas pelas câmeras são comparadas. Após uma análise minuciosa de todos os dados obtidos, um modelo digital tridimensional acabado é exibido na tela. Se o dispositivo de um scanner 3D é baseado no trabalho de um feixe de laser, então, com sua ajuda, distâncias em pontos dados... Com base nessas informações, as coordenadas são exibidas.

Métodos e tecnologias de digitalização 3D

Existem dois métodos principais:

1. Contato. O dispositivo sonda um objeto por meio do contato físico enquanto o objeto está em uma placa de superfície de precisão. O scanner 3d de contato é extremamente preciso. No entanto, ao digitalizar, você pode danificar ou alterar a forma do objeto.
2. Sem contato. É usada radiação ou luz especial (ultrassom, raios X). Neste caso, o objeto é varrido através do reflexo do fluxo luminoso.

Tecnologias de digitalização 3D:

1. Laser. A operação dos dispositivos é baseada no princípio de operação de telêmetros a laser. Os scanners a laser 3D são caracterizados pela precisão do modelo tridimensional resultante. É verdade que sua aplicação é difícil em condições de mobilidade de objetos. É mais um scanner 3D interno. Digitalizar uma pessoa com um scanner 3D tipo laser é quase impossível.
2. Óptico. Neste caso, é utilizado um laser especial da segunda classe de segurança. O scanner óptico 3D apresenta alta velocidade de digitalização. Seu uso elimina qualquer distorção, mesmo se o objeto estiver em movimento. Além disso, não há necessidade de aplicar marcas reflexivas. No entanto, tais dispositivos não são adequados para examinar objetos semelhantes a espelhos, transparentes ou brilhantes. Mas esta é uma ótima opção para um scanner humano 3D.

Scanners 3D modernos

Os dispositivos podem diferir de várias maneiras: uso, tamanho, forma, tecnologia. Unidades modernas são usadas em esferas industriais e domésticas. O scanner industrial 3D é útil em:

• Engenharia;
• remédio;
• Produção;
• Projeto;
• a indústria cinematográfica;
• esfera de criação jogos de computador.

Gostaria de prestar atenção especial ao scanner de ultrassom 3D. Ele é um verdadeiro achado para Medicina moderna... Os dispositivos são fornecidos com dopplers de energia, cor, tecido, onda contínua e pulso. Esta unidade é caracterizada pela maior resolução, portanto é popular em mamologia, obstetrícia, urologia, estudo de vasos sanguíneos e tecidos musculares, ecocardiografia, neonatologia, pediatria.

Os dispositivos também diferem de acordo com o princípio de operação. O mercado oferece um scanner estacionário ou portátil, ou seja, um scanner 3D de mão. No segundo caso, um detector sensível a coordenadas ou um aparelho de carga acoplada é usado como um sensor. Esta unidade é extremamente conveniente porque pode ser movida livremente. O scanner 3D portátil é ideal para digitalizar áreas de difícil acesso ou objetos grandes. A medição pode ser feita em qualquer ângulo, ao redor ou sob os objetos em teste.

Os dispositivos são usados ​​em conjunto com vários equipamentos. Pode ser não apenas um scanner 3D para uma impressora 3D, mas também um scanner 3D para ipad. Os fabricantes modernos dessas unidades produzem dispositivos móveis que funcionam não só com computadores estacionários mas também com tablets ou até smartphones. Além disso, existem programas especiais que transformam telefones comuns em scanners. Por exemplo, você pode encontrar um scanner 3D para Android. Ele o ajudará a projetar peças exclusivas, realizar prototipagem rápida e digitalização de objetos.

Software de scanner 3D

Programas especiais para um scanner 3D e processamento de dados:

1. David-3D. Projetado para digitalização tridimensional de objetos e transformação dos resultados obtidos com a finalidade de posterior importação de modelos em editores 3D.
2. Artec Studio 10. Ferramenta profissional para a criação de modelos 3D.
3. Autodesk 123D Catch. Digitalização 3D para celulares no Android.
4. Scanner Photomodeler. Permite formar modelos de stl de alta precisão com base em fotos comuns tiradas com uma câmera de smartphone ou tablet.
5. 3DAround. Converte fotos 2D em modelos 3D realistas.

Vídeo do scanner 3D

Para entender melhor o princípio de funcionamento dos dispositivos e seus tipos, vale a pena assistir ao vídeo sobre scanners 3D, que são apresentados a seguir.

Dispositivo estacionário ou pequeno de mão para digitalizar objetos com geometria espacial complexa. Scanners simples processam imagens em um plano e objetos volumétricos físicos em 3D, exibindo informações como um modelo poligonal ou uma nuvem de pontos. Dispositivos de digitalização 3D são usados ​​na medicina (odontologia, cirurgia plástica, o fabrico de próteses, modelos de órgãos, etc.), para a criação de jogos de computador, na indústria cinematográfica, design, arquitectura, engenharia, para o design de peças industriais, automóveis, para a reconstrução de objectos em arqueologia. Os scanners analisam e recriam digitalmente um modelo tridimensional de um objeto, sua forma e cor com alto grau de detalhamento, trabalhando em diferentes condições (com visibilidade insuficiente, no escuro, com vibração), com quaisquer materiais, e fornecem os necessários formato de informação de saída para Programas para trabalhar com ele em um computador.

Como funciona um scanner 3D?

Como funciona o scanner 3D- a capacidade do dispositivo de determinar a distância ao objeto, converter os dados recebidos em uma imagem digital (modelo tridimensional), transferi-los para um computador. O scanner determina as coordenadas de pontos no espaço na superfície do objeto processado, analisa-os e forma um modelo digital detalhado. Câmeras, lasers, telêmetros e dispositivos de luz de fundo estão envolvidos em seu trabalho.

Tecnologias de digitalização 3D

• Contato(contata o objeto).
• Sem contato(sem contato com o objeto). Estas são as mais promissoras e novas tecnologias que permitem criar modelos de objetos simplesmente direcionando um feixe de laser, luz, ondas para eles. O scanner é usado à distância e é capaz de criar uma cópia de um objeto de difícil acesso sem contato físico com ele.

Scanners 3D sem contato

As duas tecnologias de digitalização mais comuns são óptica (passiva e baseada em radiação) e laser ativo.

Princípio de radiação ativa

O scanner emite uma triangulação de laser estruturada e intermitente. Um feixe de laser, gerado de forma especial, um feixe de luz (diodos, lamparinas), ondas são direcionadas ao objeto em estudo. Com base na análise de seu reflexo e posição, uma cópia tridimensional do objeto é formada.

Princípio de radiação passiva

Eles não emitem nada, analisam a luz ou radiação infravermelha (térmica) do objeto. Eles funcionam como um olho humano;

Tecnologia fotométrica de digitalização passiva em 3D sem contato

No mercado, os scanners deste grupo são representados pelo modelo XYZprinting. É compacto o suficiente modelos simples com apenas funções básicas de digitalização 3D.
Prós: preço acessível e tamanho compacto.

Dispositivo

Dispositivo passivo de scanner 3D (para o exemplo do modelo especificado): estojo, uma câmera compacta, cabo USB para comunicação com um computador e transferência de uma imagem do objeto digitalizado para ele. Scanner sem suporte, manual, feito em forma de grampeador.

Princípio da Operação

Uma câmera sensível à luz captura a luz de um objeto, processa-a e forma um modelo volumétrico, exportando-a para um computador. O usuário pode ter dois modos de operação: digitalizar uma pessoa ou objetos. Para começar, você precisa instalar o software em seu computador, conectar o dispositivo através de um cabo USB a ele, selecionar o modo de operação, pressionar o botão no scanner e, lentamente, deslizando-o na frente do objeto, digitalize.

Como funciona a tecnologia

O dispositivo opera com tecnologia de varredura fotométrica passiva sem qualquer radiação e projeção no objeto. O trabalho é realizado por uma câmera ótica simples ligeiramente aprimorada que capta a luz visível. A desvantagem é que em caso de iluminação insuficiente, o objeto deve ser adicionalmente iluminado.

A digitalização é realizada usando o método denominado silhueta. Ele reproduz os contornos de um objeto com base em uma sequência de quadros capturados por uma câmera de vídeo varrendo o objeto contra um fundo bem contrastado.

Sistema de escaneamento 3D passivo estereoscópico sem contato

Modelos com tecnologia de varredura passiva sem contato

Este tipo de dispositivo é representado pelos modelos 3D Systems Sense, 4D Dynamics Gotcha.

O dispositivo e o princípio de operação de um scanner 3D no sistema de varredura passiva sem contato

Os aparelhos são equipados com duas câmeras e um sensor infravermelho. O scanner 3D Systems Sense é feito em forma de grampeador, é um dispositivo de mão compacto que pode ser usado com um tripé, na Gotcha (com um tripé e uma caneta), está incluso no kit. O princípio de operação é ótico passivo. Em ambos os casos, o fornecimento de energia e a transmissão de dados são realizados por meio de um cabo USB. Os dispositivos possuem modos padrão: escanear uma pessoa e um objeto.

Tecnologia de digitalização

Uma câmera que usa esta tecnologia detecta radiação infravermelha (térmica) e luz comum refletida de um objeto. Os sistemas são estereoscópicos, ou seja, utilizam duas câmeras. O aparelho compara os frames, com base na pequena comparação das diferenças entre eles, determina a distância em cada ponto da imagem e recria o objeto em formato digital.

Scanners 3D com digitalização ativa a laser

Este grupo de dispositivos é representado pelos seguintes modelos de scanner: 3D Systems iSense, DAVID Starter-Kit ver.2, MakerBot Digitizer.

Dispositivo

Os aparelhos possuem dois lasers e uma câmera. Deve-se observar que a segurança do laser de gadgets corresponde ao nível I, que é totalmente seguro para os olhos. Um scanner iSense projetado para funcionar apenas com sistema operacional iOS e com Apple iPad acima da 4ª geração. É feito em um corpo compacto que é instalado em dispositivo móvel e se conecta a ele com um cabo USB, a bateria dura 4 horas de operação. Ele se conecta como uma webcam, faz a varredura e exibe imediatamente a imagem no iPad.

Modelos

Dispositivo

O principal elementos funcionais esses dispositivos são câmeras e uma fonte de luz que o estrutura de uma forma especial e o direciona para o objeto digitalizado. O modelo DAVID SLS-2 usa um projetor de vídeo como fonte de luz. Eles são montados em um tripé com o tripé incluído. Isso permite que os instrumentos sejam configurados e calibrados, posicionados em diferentes posições e mantidos com segurança no lugar para reduzir a vibração. As fontes de luz nos dispositivos são lâmpadas halógenas, diodos, projetor de vídeo.

Artec Spider, Artec Eva, Artec Eva Lite são feitos em um corpo compacto com uma alça que lembra um ferro. A alça contém botões de controle e saídas para cabos de interface e alimentação. Há também um orifício na parte inferior para tripés fotográficos padrão e pernas para fixar o dispositivo à superfície. O dispositivo de scanner 3D tem o seguinte. Na parte inferior está equipado com uma câmera 3D (são três delas no Artec Spider) com resolução aumentada, na parte superior do aparelho há um flash de iluminação estruturado (projetor), uma câmera central de textura colorida no meio junto com a luz fontes na forma de 6 ou 12 lâmpadas de diodo. Todas as fontes de luz são brancas. O dispositivo é fornecido com um cabo de interface mini-USB padrão e um cabo de alimentação. Além disso, você pode comprar uma bateria recarregável.

Como funciona a tecnologia

Esses dispositivos também são chamados de scanners 3D de luz estrutural. A tecnologia de digitalização é semelhante à triangulação de laser (luz, emissor, câmera). O importante é que eles podem funcionar sem marcadores - o objeto não precisa ser colado com muitos marcadores e marcações. A essência da tecnologia de luz estruturada é projetar um padrão de luz em um objeto e fixá-lo, analisar sua deformação. O fluxo luminoso é projetado em um objeto por vários tipos de fontes de luz: LCD, projetor de vídeo, diodos, lâmpadas halógenas.

A câmera captura o deslocamento do padrão do fluxo de luz que entra em seu campo de visão e se parece com linhas de luz em movimento na superfície do objeto. Calcula e analisa a distância de cada ponto iluminado do objeto e, assim, forma sua cópia digital detalhada. A vantagem dos scanners Light 3D é a velocidade e a alta precisão. Eles examinam não um ou vários pontos, mas simultaneamente um agrupamento de pontos ou todo o campo de visão de uma vez.

Em vários campos da atividade humana, não apenas as tecnologias de impressão 3D estão ganhando seu lugar, mas também dispositivos interessantes como scanners 3D. Com o auxílio de tal dispositivo, é possível digitalizar diversos objetos físicos, obtendo seus modelos digitais tridimensionais, caracterizados pela alta precisão. Os modelos resultantes com dados eletrônicos na forma de um objeto específico podem ser usados ​​na indústria da construção, medicina e indústria de jogos. Pelo que antes demorava horas ou até dias, em Atualmente através de um scanner 3D são necessários apenas alguns segundos.

Como funciona e benefícios

Um scanner 3D examina um objeto físico e recria um modelo digital preciso dele. Os scanners 3D modernos podem se parecer com um pequeno dispositivo portátil ou um dispositivo estacionário que usa um laser ou uma lâmpada especial como luz de fundo para aumentar a precisão das medições. O princípio de funcionamento é determinado pela tecnologia utilizada, mas em qualquer caso este aparelho trata da determinação da distância até o objeto digitalizado.

O scanner examina a distância até o objeto usando duas câmeras embutidas e uma luz de fundo. Com a ajuda desses “olhos” o aparelho mede a distância até o objeto em diferentes pontos, e a seguir compara as imagens recebidas das câmeras. Todas as medidas são registradas, após o que a análise é realizada e o modelo digital acabado já é exibido na tela. A digitalização também pode ser realizada com um feixe de laser que se move sobre a superfície do objeto e mede a distância em um ponto específico. Desta forma, são registradas as coordenadas de todos os pontos medidos, o que abre a possibilidade de criação de um modelo tridimensional de computador.

O usuário pode operar o próprio processo de digitalização, definindo a resolução e as áreas correspondentes onde maiores detalhes são necessários. Scanners 3D modernos já aprenderam como garantir a precisão dos modelos tridimensionais resultantes em até várias dezenas ou até centenas de micrômetros. Além disso, é possível escanear um objeto com a transferência não só de sua forma, mas também de sua cor. Como resultado, o processo de criação de modelos tridimensionais é muito simplificado - eles são criados não apenas em um curto espaço de tempo, mas também com muitos detalhes. Além disso, a imagem tridimensional resultante pode sempre ser aberta no editor e realizada edição adicional a seu próprio critério.

Diferentes modelos de scanners são caracterizados por diferentes parâmetros e recursos, mas todos eles são usados ​​nos casos em que você precisa registrar de forma rápida e precisa a forma de um objeto. A vantagem de tais dispositivos na prática é proporcionada não apenas por uma simplificação significativa do processo de obtenção de layouts 3D e, como resultado, pela economia de tempo, mas também pela capacidade de trabalhar com peças e elementos complexos.

Classificação

Todos os dispositivos deste tipo são divididos em dois grandes grupos:

- Scanners de contato

Tais dispositivos utilizam, por mais difícil que seja de adivinhar, o método de escaneamento por contato, ou seja, examinam o objeto escaneado literalmente pelo toque, registrando as coordenadas correspondentes. Para isso, seu design prevê a presença de uma sonda especial de alta sensibilidade. Os scanners de contato têm vantagens indiscutíveis como alto nível de detalhes, independência das condições de luz e a capacidade de escanear a parte prismática do objeto. Ao mesmo tempo, sua operação é bastante lenta e, durante a digitalização, há risco de danos a objetos frágeis.

- Scanners sem contato

Sentido do scanner 3D

Ele usa um método de digitalização sem contato. Esses dispositivos são ativos e passivos. Os próprios dispositivos ativos emitem ondas especiais, após as quais seu reflexo é detectado e analisado para obter um modelo de computador. Raios-X, ultra-som ou fluxos de luz podem ser usados ​​como tal. Por exemplo, raios-X e ultrassons são usados ​​em scanners usados ​​para fins médicos. Dispositivos passivos não geram nenhuma radiação, mas apenas detectam a radiação ambiente refletida do objeto. Por exemplo, luz. Em geral, os leitores sem contato são uma tecnologia de digitalização atraente e econômica e podem ser usados ​​em ambientes externos em vários níveis de luz.

Tecnologias de digitalização

PARA o momento atual As mais difundidas são duas tecnologias de digitalização 3D:

- Laser

Scanner a laser REVscan da série de scanners manuais de autoposicionamento Handyscan 3D

Nesse caso, os dispositivos são baseados na ação de um laser. Ao usar esses dispositivos, marcadores reflexivos especiais são aplicados ao objeto digitalizado em determinados pontos, o que permite maior precisão de digitalização. Vantagem dispositivos a laser consiste precisamente na altíssima precisão dos modelos criados. No entanto, os lasers são usados ​​para verificar apenas objetos estáticos e, na verdade, não podem ser usados ​​para obter modelos de objetos em movimento (neste caso, o processo de verificação é muito demorado). Devido ao fato de que os scanners a laser oferecem a capacidade de recriar um modelo incrivelmente preciso, eles são usados ​​em uma variedade de áreas industriais, em particular na engenharia mecânica.

- Óptico

Scanners a laser são quase inúteis quando você precisa digitalizar objetos em movimento. Por exemplo, examine o corpo humano em busca de tarefas médicas... E aqui os dispositivos ópticos vêm em socorro. Eles realizam o processo de escanear um objeto projetando linhas nele, formando uma espécie de padrão. Os dados da superfície de um objeto estão contidos na distorção da forma da imagem tridimensional projetada.

Dispositivos ópticos ostentam alta velocidade trabalhar. Isso elimina automaticamente o problema de distorção do modelo do computador em caso de movimento do objeto digitalizado. Além disso, marcas especiais não são exigidas aqui. Ou seja, os scanners ópticos podem ser usados ​​com sucesso para digitalizar objetos em movimento ou o corpo humano. Apesar de os dispositivos ópticos serem inferiores na precisão de criação de modelos 3D aos análogos de laser, eles são caracterizados por uma maior versatilidade. Ao mesmo tempo, eles também têm suas desvantagens. Em particular, os dispositivos ópticos não são capazes de escanear objetos com superfícies espelhadas ou brilhantes.

Áreas de uso

Obter modelos 3D de objetos individuais ou objetos é uma tarefa muito importante para muitas áreas da atividade humana. Existem apenas algumas áreas principais onde os scanners 3D são amplamente usados:

- Projeto: criação de um modelo tridimensional, com base no qual será possível obter um produto de série, confecção de embalagens de design, bem como a possibilidade de obter e estudar a forma de um objeto com a sua posterior revisão.

— O remédio: a capacidade de criar modelos tridimensionais de articulações, estruturas ósseas e órgãos individuais do corpo humano, planejando procedimentos cirúrgicos, projetando uma variedade de sapatos anatômicos e estruturas ortopédicas.

- Engenharia reversa: obter um modelo de computador preciso de objetos que precisam ser recriados.

- Arquitetura: Scanners 3D podem ser usados ​​para digitalizar detalhes e elementos arquitetônicos personalizados, como colunas, estátuas e decorações.

- Indústria do entretenimento: obtenção de modelos de animação para jogos e filmes, capacidade de criação de conteúdo digital multimídia baseado diretamente no modelo conceitual do desenvolvedor. Isso é especialmente verdadeiro para videogames e para o desenvolvimento de personagens de jogos inspirados pela imaginação criativa.

- Indústria de construção: obtenção de desenhos de pontes e estruturas em projeto tridimensional, reconstrução de rodovias e rodovias.

- Controle de qualidade do produto: verificação da conformidade dos produtos criados com os requisitos e padrões técnicos estabelecidos.

- Gestão do museu e preservação do patrimônio cultural: restauração precisa da forma de esculturas ou monumentos obsoletos para sua posterior reconstrução, a possibilidade de organizar visitas virtuais a museus, digitalização de itens antigos e antigos.

- Arquivamento: criação de um arquivo digital de protótipos de produtos.

- Indústria cinematográfica: obter um modelo tridimensional colorido de uma pessoa.

Portanto, o uso de um dispositivo tecnológico como um scanner 3D pode facilitar as atividades humanas em muitas áreas. Esta é uma tecnologia de desenvolvimento dinâmico que oferece oportunidades únicas - desde o planejamento de operações médicas e a criação de um layout de design volumétrico até o controle de qualidade dos produtos que estão sendo criados. Scanners 3D são necessários em todos os casos em que é necessário determinar a forma de um objeto com grande precisão e no menor tempo possível.