3D сканування
3D сканування об'єктів є досить новою послугою. 3D сканери у продажу з'явилися у середині 2000-х років, а розробка їх велася з 90-х років. Сама ж технологія з'явилася в 80-х роках минулого століття.
3D сканери застосовуються у напрямах діяльності, де необхідно отримати точну копію фізичного об'єкта у цифровому вигляді (3D модель об'єкта). Це не тільки вся промисловість (наприклад, легка та важка промисловість, автопромисловість, авіабудування, суднобудування), а й медицина, культура та мистецтво тощо. 3д сканування можна застосувати скрізь, де необхідно оперативно створити 3D модель будь-якого статичного 3D об'єкта.
Призначенням 3D сканерів є формування тривимірної (3D) цифрової моделі фізичного об'єкта із заздалегідь визначеною точністю даних. Точність 3D сканування залежить від типу та параметрів обладнання, яким воно виробляється, самого об'єкта 3д сканування.
При замовленні послуги 3D-сканування слід знати, що 3D-зйомка має деякі особливості. Насамперед - об'єкт 3D сканування має бути статичним. Не маловажним є і те, що якість 3D сканування залежить від самого об'єкта 3D сканування. Він повинен мати поверхню, на якій буде чітко видно підсвічування, створюване 3D сканером. Якщо ж об'єкт 3d сканування не відповідає цій вимогі, застосовують спеціалізовані покриття, які формують на об'єкті плівку з білою матовою поверхнею. Може застосовуватись будь-який склад, що дає ефект світлої матової поверхні.
Який 3D сканер вибрати для виконання завдання з 3D сканування визначають цілі 3D сканування: необхідна точність 3D сканування, необхідний вихідний формат даних 3D сканування, подальшепризначення та застосування результату 3d сканування.
За принципом роботи 3D сканери розрізняються незначно.
3D сканери поділяють на три основні види за принципом підсвічування об'єкта 3D сканування: 3d сканери з лазерним підсвічуванням, 3D сканери зі структурованим підсвічуванням, тахеометричні 3D сканери.
Будь-який професійний 3d сканер має дві камери, або одну камеру з модифікованим об'єктивом, що розділяє зображення на стереоскопічне, системою «Підсвічування» об'єкта 3D сканування, системою постобробки даних 3D сканування.
Залежно від технічних характеристик матриць камер 3D сканера та деталізації підсвічування залежить точність цифрової моделі 3D, отриманої в результаті 3D сканування.
Характеристики, що відображають точність 3D сканера, є точність однієї точки, або! одного полігону. Ця невелика хитрість вводить в оману кінцевих користувачів 3D сканерів та їх клієнтів, змінюючи уявлення про очікуваний результат 3D сканування. Перед замовленням послуги 3d сканування слід уточнювати цю характеристику.
Залежно від типу сканера та розміру об'єкта 3D сканування цей параметр може змінюватись від 0.5 мм до 10 мм.
Тахеометричний сканер є найменш точним. Спочатку тахеометричні 3D сканери використовувалися виключно для картографії. Зараз сфера їх застосування розширилася – це великі 3D об'єкти, геодезія, зйомка внутрішніх просторів приміщень.
Тахеометричний 3D сканер здійснює зйомку шляхом підсвічування лазером та повороту головного пристрою 3D сканера під певними кутами. На сканері є датчики відстані до об'єкта. 3D сканер самостійно обробляє дані і формує хмару точок навколишньої обстановки.
Мінусами тахеометричного 3D сканування є найменша точність та результат вихідних даних. Результатом тахеометричного 3D сканування є хмара точок, яку необхідно надалі обробляти, і на її підставі формувати полігональну 3D модель.
Безперечними плюсами тахеометричного 3D сканера є швидкість 3D сканування і дуже велика площа зйомки (до 360 градусів з кутом огляду в 120 градусів).
Обробка даних 3D сканування проводиться у спеціалізованому програмному забезпеченні, яке додається до 3D сканеру, спеціалізованому програмному забезпеченні для реінжинірингу. Також у деяких CAD-системах є функціональність для обробки даних 3D сканування.
Як говорилося раніше, результатом 3D сканування об'єкта в різних системах сканування є хмара точок або полігональна 3D модель. Для тахеометричних сканерів результат сканування, як правило, – хмара крапок.
Слід звернути увагу на те, що у разі необхідності подальшої роботи саме з даними 3D сканування (наприклад, реінжиніринг об'єкта, 3D друк тощо) необхідно на підставі хмари точок формувати полігональну 3D модель. Наприклад, ви не зможете роздрукувати на 3D принтері щойно відскановану будівлю. Для цього вам знадобиться перевести спочатку хмару точок у полігональну 3D модель (STL), що складно без певного досвіду. Тому якщо ви не є професіоналом, необхідно віддавати перевагу системам 3d сканування, які вихідним форматом даних мають полігональну 3D модель (STL).
Застосування тахеометричного 3D сканування виправдане на великих об'єктах, коли або неможливо, або дуже трудомістко використовувати інші види 3D сканерів - будинках, великихспорудах (наприклад, мостах), великої техніки (наприклад, літаки типу boing 777), внутрішніх габаритів приміщень будівель, судів, літаків, зйомки місцевості з авіатранспортного засобу для складання рельєфних карток і т.д.