Skanowanie 3D to nowoczesna i przydatna w wielu branżach metoda pozyskiwania informacji na temat kształtu obiektów. Skany 3D są bazą do tworzenia trójwymiarowych modeli komputerowych. Do skanowania 3D używa się skanerów 3D – zaawansowanych urządzeń rejestrujących dane dotyczące poszczególnych punktów na powierzchni obiektów. Jak działają skanery 3D i jakie dają możliwości?

 

Czym są skanery 3D i gdzie się ich używa?

Skanery 3D to urządzenia, które umożliwiają bardzo dokładne odwzorowanie geometrii rzeczywistego obiektu w postaci komputerowego modelu 3D. Skanery 3D rejestrują obraz, jednak nie w taki sposób, jak zwykłe kamery. Zasada działania zostanie opisana dalej. W tym miejscu przyjrzyjmy się bliżej temu, jak można zastosować skanowanie 3D. Opowie o tym specjalista z EC Test Systems:

Skanery 3D są stosowane w wielu branżach, od rozrywki po wojskowość. Stworzone dzięki skanom modele 3D są pomocne przy produkcji filmów i gier. Wykorzystuje się je także w pracach rozwojowych do prototypowania i inżynierii wstecznej. Dokładny model przedmiotu pozwala zrozumieć, w jaki sposób on działa. W medycynie skany 3D pozwalają tworzyć doskonale dopasowane do pacjentów protezy i ortezy. Są przydatne też w kontroli jakości oraz utrwalaniu kształtu dziedzictwa kulturowego, czyli np. zabytków. Dzięki temu w przyszłości będzie można je odrestaurować co do milimetra.

Efektem pracy skanera 3D jest odwzorowanie skanowanego obiektu w postaci brył, których powierzchnie tworzy siatka złożona z trójkątów i punktów powstała na drodze teselacji.

 

Jak działa skanowanie 3D?

Skanery 3D mogą pracować dotykowo lub bezdotykowo. Z przyczyn bezpieczeństwa dla skanowanego obiektu znacznie lepsze jest skanowanie bezdotykowe i na nim się tu skupimy. Stosuje się dwie metody bezdotykowego skanowania 3D. Jedna bazuje na dalmierzach laserowych, a druga na świetle strukturalnym lub laserowym.

Skanery wykorzystujące dalmierz laserowy obliczają czas, w którym wiązka światła laserowego odbiła się od obiektu i powróciła. Na tej podstawie oprogramowanie oblicza odległość poszczególnych punktów od źródła lasera i tworzy obraz 3D. Z kolei skanery 3D, które działają w oparciu o światło strukturalne lub laserowe, są wyposażone w matrycę, podobnie jak zwykłe lustrzanki cyfrowe. Matryca bardzo dokładnie rejestruje dane dotyczące poszczególnych punktów. Skanery 3D tego typu mogą także stanowić układ wielu lustrzanek, które robią zdjęcia podlegające następnie analizie w przeznaczonym do tego oprogramowaniu. Bada ono zależności między analogicznymi punktami obrazu na poszczególnych ujęciach.