Skanowanie 3d – sposób na przeniesienie obiektu do wirtualnej rzeczywistości

28 maj 2015 o 9:19

skanowanie-3dUrządzenia do skanowania przestrzennego dają nam możliwość uzyskania cyfrowego modelu już istniejącego elementu. Skaner przestrzenny analizuje powierzchnię obiektu i na jej podstawie tworzy trójwymiarową reprezentację cyfrową.

Rodzaje skanerów 3D

Ze względu na metodę pomiaru wyróżnia się dwie podstawowe grupy skanerów: skanery bezstykowe oraz skanery stykowe – mówi Mateusz Stefańczuk z drukarni 3D Trójwymiarowi.pl.

Pierwsza grupa urządzeń skanujących to skanery, które do swojego działania wykorzystują pomiar geometrii bez bezpośredniego kontaktu głowicy z powierzchnią skanowanego obiektu. Przykładami takich urządzeń są skanery laserowe, ale też skanery wykorzystujące inne techniki wizyjne, jak światło strukturalne.

Druga grupa to skanery stykowe. W odróżnieniu od wyżej opisanych skanerów, te dokonują pomiaru elementów poprzez bezpośredni kontakt głowicy pomiarowej z badanym elementem, która przemieszcza się po jego powierzchni dokładnie analizując każdy fragment obiektu. Do tej grupy urządzeń należą między innymi ramiona pomiarowe, współrzędnościowe maszyny pomiarowe wyposażone w głowice skaningowe, a także przezbrojone obrabiarki CNC, które posiadają specjalne głowice pomiarowe oraz oprogramowanie.

Metody bezstykowe

W grupie tej można wyróżnić dwa rodzaje skanerów: laserowe oraz prążkowe. W obu przypadkach wykorzystuje się efekt zniekształcenia linii w postaci promienia światła oświetlającego powierzchnię przedmiotu. W przypadku skanera laserowego wykorzystuje się pojedynczy prążek lasera, a w przypadku skanera prążkowego zestaw linii światła białego lub niebieskiego generowanego przez rzutnik.

Podczas skanowania badany element oświetlany jest rastrem o znanych parametrach (zestaw linii o znanej gęstości). Proste linie zniekształcają się w zależności od wielkości zmian powierzchni badanego przedmiotu. Obraz oświetlonego obiektu przechwytywany jest przez kamerę i analizowany w komputerze. Sposób ustawienia lasera lub rzutnika względem monitorującej kamery jest ściśle określony i ustala się go podczas kalibracji głowicy pomiarowej.

Pomiędzy punktami określonymi przez źródło światła, kamerę i powierzchnię mierzonego przedmiotu powstaje trójkąt, który pozwala określił położenie punktów na powierzchni obiektu. Pomiar ten pozwala utworzyć tak zwaną chmurę punktów, która za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego jest reprezentowana w postaci siatki. Powstaje ona poprzez połączenie sąsiadujących punktów, co pozwala wyznaczyć brzegi ścianek. W ten sposób tworzy się siatka trójkątów, której kształt jest komputerowym odwzorowaniem skanowanego obiektu.

Zastosowanie

Inżynieria rewersyjna – (inżynieria odwrotna) to bardzo dokładna i szybka metoda budowania nowych obiektów z już istniejących modeli. Starsze modele mogły być przygotowane bez danych w komputerowym systemie CAD, więc bardzo trudno je odtworzyć. Skanowanie trójwymiarowe znacznie przyśpiesza cały proces projektowania.

  • Design opakowania – podczas projektowania opakowań umożliwia wykorzystanie powierzchni i tekstu osiągniętych w procesie skanowania danych próbek.
  • Ergonomia produktu – w celu opracowania ostatecznego projektu produktu umożliwia wykorzystanie informacji pozyskanych w procesie skanowania ręcznie wykonanych modeli i makiet.
  • Cyfrowa archiwizacja – daje możliwość przechowywania narzędzi, danych i prototypów w wersji cyfrowej.
  • Cyfrowe media, gry i animacje – idealne narzędzie do tworzenia cyfrowych postaci i elementów gier komputerowych, animacji i filmów według założeń i modelu projektanta.
  • Dziedzictwo kulturowe – umożliwia bardzo dokładne skanowanie dzieł sztuki w celu ich archiwizacji i rekonstrukcji.
  • Służba zdrowia – umożliwia tworzenie całych organów i struktur kostnych z bardzo dużą dokładnością.
  • Inżynieria ortopedyczna – podczas projektowania pomocy ortopedycznych dane otrzymane w wyniku skanowania 3D dostarczają konstruktorom informacji, które pozwolą dostosować produkowany element do indywidualnych potrzeb poszczególnych klientów.

Podsumowanie

Skanowanie 3d nie jest jedynie powiązane z drukiem 3D. Jak można zauważyć na podstawie powyższych przykładów, technologia ta znajduje zastosowanie w wielu branżach. Często jest swoistą drogą na skróty umożliwiającą skrócenie czasu poświęconego na standardowe modelowanie 3d.

Małe magnetyczne roboty
Są to małe magnetyczne roboty, które mogą poruszać się na...

Przydatna fala zanikająca
Na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley opracowano nową metodę tworzenia układów...

Stacja dyskietek FDD
Artykuł Standardowy komputer PC może być wyposażony w dwie stacje dyskietek,...

Urządzenia biometryczne i ich skuteczność
Człowiek posiada bardzo szeroki zbiór cech-kluczy, po poznaniu których możliwa...

Czujnik rozpoznający kolory
Czujnik jest zabudowany na podstawie diody RGB i foto-rezystora. Całość działa...

Kategorie : artykuły sponsorowane | news | wyświetleń [1 084 ]