Вебинар: основы 3D-сканирования
Технологии 3D-сканирования позволяют захватывать данные из реального мира и переносить их в цифровую вселенную. 3D-сканирование революционизирует способы проектирования, производства, проверки и архивирования продуктов, компании по всему миру используют 3D-сканирование в целях повышения производительности и устранения ненужных затрат, а также создания новых продуктов. В нашей серии вебинаров про основы 3D-сканирования вы познакомитесь с основными понятиями, некоторыми обязательными терминами и распространенными методами 3D-реконструкции.
Давайте начнем с некоторых основных понятий.
Методы 3D-реконструкции
3D-реконструкция — это процесс воссоздания исходной трехмерной геометрии по одному или нескольким двухмерным изображениям. Распространенные методы 3D-реконструкции включают CMM (контактные координатно-измерительные машины), TOF (датчики глубины), сонары, компьютерную томографию и т. д. Мы остановимся только на тех методах, которые выделены синим цветом на диаграмме выше, так как это те направления, в которых работает SHINING 3D.
Структурированная подсветка
Типы структурированной подсветки
Всего существуют три варианта структурированной подсветки — с фазовым сдвигом, по случайным точкам и многолинейный. Первый наиболее часто применяется в стационарных сканерах: свет излучается в виде серии градиентных движущихся полос. Второй и третий варианты позволяют собирать данные с более высокой кадровой частотой, а потому используются в портативных ручных системах для сканирования в движении. Разница между ними заключается в структуре света: в режиме случайных точек создается узор, похожий на QR-код, в то время как многолинейный режим генерирует параллельные лазерные линии.
Облака точек и полигональные сетки (меши)
Облако точек — это сырые, необработанные данные, получаемые в результате сканирования. Точные облака могут использоваться в метрологических целях, так как они дают четкое представление о размерных характеристиках исходных объектов.
Полигональная сетка или «меш» формируется полигонами, образуемых линиями, соединяющими точки в облаке. На выходе получаются 3D-модели, применяемые, например, в обратном проектировании и 3D-печати. Большая часть обрабатывающих программ, таких как Solid Edge или Geomagic Essentials, умеет работать с мешами.
Типы источников света
Многолинейные лазеры проецируют параллельные линии. Такие источники используются в гибридных 3D-сканерах SHINING 3D EinScan HX и многих других промышленных оцифровывающих системах.
Дифракционные оптические элементы (DOE) — это светоделители, создающие световую матрицу с помощью узора на линзе и подсвечивающего светодиода. Такие системы могут генерировать только один рисунок, зато не потребляют много энергии и не выделяют много тепла. Мы обычно используем этот метод для сканирования в режиме случайных точек, а также в режиме быстрой оцифровки при использовании 3D-сканеров EinScan H и EinScan HX.
Цифровые проекторы (DLP) умеют генерировать разные световые рисунки, а потому используются во многих моделях 3D-сканеров, включая многофункциональный EinScan Pro HD, настольные EinScan-SE и EinScan-SP, стационарный Transcan C. Например, система EinScan Pro HD способна работать как в режиме фазового сдвига, так и в режиме случайных точек.
Вертикально-излучающие лазеры (VCSEL) — разновидность лазерных проекторов, используемая в портативных 3D-сканерах Einstar и EinScan H. В сравнении с многолинейными системами VCSEL компактнее и потребляет меньше энергии.
Качество 3D-сканов: детализация, аккуратность и точность
Детализация, аккуратность и точность — ключевые, но зачастую неправильно понимаемые аспекты 3D-сканирования. Высокое качество оцифровки может подразумевать как высокую детализацию, так и высокую измерительную способность, либо и то, и другое одновременно. Ниже мы приведем два примера, демонстрирующих разницу.
На фото слева мы сканируем ствол дерева, чтобы затем использовать результат в ювелирном деле. В этом случае более существенную роль играет детализация, так как необходимо передать текстуру дерева, а размеры ствола не так важны.
Технология повышения детализации (Detail-oriented Enhancement Technology) — часть нашего программного обеспечения, доступного для ручных 3D-сканеров Einstar и EinScan H.
Если же мы говорим про аккуратность и точность, то подразумеваем близость получаемых данных к исходным, фактическим значениям. Стандарты ISO определяют аккуратность как комбинацию случайных и систематических ошибок. Само собой, в метрологических приложениях, например измерениях в автомобильной или машиностроительной отрасли, аккуратность и точность играют ключевое значение.
Повторяемая точность измерений определяет стабильность результатов при повторных измерениях в одних и тех же условиях. Аккуратность и точность — разные понятия. Если провести аналогию со спортивной стрельбой, хорошо натренированный спортсмен будет раз за разом, аккуратно попадать в «яблочко» мишени. В нашем случае аккуратность можно сравнить со стабильностью попадания 3D-сканера «в цель», а повторяемую точность можно сравнить с кучностью стрельбы.
Теперь вернемся к предыдущей иллюстрации: на фото мы видим процесс 3D-сканирования автомобильного интерьера. В этом случае аккуратность и точность важнее детализации, так как интерьер планируется модифицировать, а значит новые детали должны быть точно подогнаны. То же самое касается обратного проектирования: если вы сканируется деталь, чтобы сделать запасную часть, результаты должны как можно точнее отображать размерные характеристики исходного объекта, чтобы новая деталь точно встала на место.
Подробнее об основах 3D-сканирования рассказывается в нашем вебинаре. Зарегистрироваться и посмотреть запись можно по этой ссылке.
Еще больше интересных статей
Полный фарш клиппера за копейки
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Приглашаем на клиентский день Top 3D Group: новые аддитивные технологии на рынке России
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
3D-принтер на рельсах Core-XY 'RPD Z-Belt'
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
что означает 'ос...
Комментарии и вопросы
Так вопрос ключевой: в чем смы...
Скотч - да, на клею, но он тон...
Ни разу не откручивались ни на...
Помогите пожалуйста настроить...
Приветствую.Попробовал разные...
Доброго времени суток, не очен...
Где можно заказать экран на мо...