Сегодня мы поговорим с вами о современных оптических 3D-сканерах – высокотехнологичных устройствах, нашедших свое активное применение во многих сферах – медицине, науке, образовании, и других.
 

Введение

Взято с сайта einscan.com

Современные 3D-сканеры представляют собой высокотехнологичные устройства, основным назначением которых является создание трехмерных моделей различного рода физических объектов. Сегодня мы поговорим с вами о сканерах оптического типа, которые используются во многих профессиональных сферах и обладают массой уникальных возможностей. Итак, начнем!

Принцип работы

Взято с сайта top3dshop.ru

Принцип работы оптических 3D-сканеров прост, процесс сканирования заключается в подсвечивании объектов создаваемым проектором структурированным светом и съемки отраженного света с определенных ракурсов. Объект сканирования засвечивают световой полоской или паттерном – эталонным монохромным рисунком. Перерабатывая отраженный сигнал и высчитывая расположение точек его поверхности, на основе разницы между спроецированным и отраженным изображением, компьютер получает информацию для построения 3D-модели.

Взято с сайта top3dshop.ru

Все сканеры оптического типа делятся на ручные, настольные и напольные. Отдельные модели оснащены функцией цветного сканирования.

Преимущества и недостатки

Взято с сайта artec3d.com

Многие оптические 3D-сканеры позволяют получать данные не только о расположении точек, но и о их цветах, чем выгодно отличаются от лазерных 3D-сканеров.Информация о цветах бывает очень важна, иногда изменения цвета позволяют диагностировать отклонения в свойствах участка детали. Также она необходима при последующем воссоздании внешнего вида объекта, что критично, если речь не о технической детали, а об историческом объекте или предмете искусства.

Взято с сайта artec3d.com

Оптические сканеры на штативе тяжело использовать для исследования крупных объектов, таких как транспортные средства и большие детали в машиностроении. Как правило, для этой цели используют сканеры ручного типа и метки — маркировочные наклейки. Последние представляют собой маленькие черно-белые стикеры, которые размещают на объектной поверхности с целью создания точек опоры. Крупный предмет сканируется по частям, а потом эти отдельные части сшиваются в цельную трехмерную модель.

Еще один недостаток «оптики» заключается в том, что она плохо справляется с созданием копий черных и блестящих предметов. Впрочем решить данную проблему в 90% случаев можно путем использования специального спрея, создающего матовое покрытие.

В плане цены оптическое оборудование выигрывает, так как его приобретение не связано с такими крупными расходами, как при покупке лазерных аналогов.

Популярные фирмы-производители

Shining 3D

Взято с сайта shining3d.com

В настоящее время в продаже встречаются оптические 3D-сканеры сразу нескольких производителей. Наибольшей популярностью пользуется техника компании Shining 3D, которая выпускает модели начального и профессионального уровней. В первую категорию входят такие известные устройства как EinScan-SE и EinScan-SP, а во вторую – Pro 2x с Solid Edge и Pro 2x plus с Solid Edge. Небольшой сегмент выпускаемых производителем устройств адаптирован для сферы стоматологии – специалистам этой области предлагаются модели AutoScan DS-EX и AutoScan DS-EX Pro.

Shining 3D EinScan-SE и Shining 3D EinScan-SP

Взято с сайта top3dshop.ru

Данные модели относятся к начальной категории настольных трехмерных сканеров и оснащены поворотным столиком. Такие устройства могут работать в авторежиме, что делает их незаменимыми для рядовых пользователей: музейных сотрудников, студентов и т.п. В устройство сканеров входят сразу две камеры. Излучаемый устройством подсвет объекта совершенно безопасен для зрения.

Shining 3D Einscan Pro 2x с Solid Edge и Shining 3D Einscan Pro 2x plus с Solid Edge

Взято с сайта top3dshop.ru

Shining 3D Einscan Pro 2x и Einscan Pro 2x plus — ручные профессиональные модели с высоким уровнем детализации и точности сканирования. Вместе с устройствами разработчик поставляет ПО Solid Edge, грамотное использование которого предоставляет пользователю практически безграничные возможности. Способные работать в нескольких режимах сканеры также могут быть укомплектованы модулями Color Pack и Industrial Pack

Shining 3D AutoScan DS-EX и Shining 3D AutoScan DS-EX Pro

Взято с сайта top3dshop.ru

Модели представляют собой специальные разработки для стоматологической сферы и предназначены для решения задач по диагностике, лечению и протезированию зубов. Способны работать с цветом и в монохромном режиме.RangeVision Взято с сайта rangevision.comКомпания RangeVision выпускает 3D-сканеры как начального, так и профессионального уровня. Рассмотрим наиболее популярные модели этой российской техники.

RangeVision Spectrum и RangeVision NEO

Данные модели представляют собой недорогие профессиональные 3D-сканеры начального уровня. Устройства способны работать в автоматическом режиме и отличаются простотой сборки и калибровки. Благодаря наличию удобного интерфейса, разобраться в настройке сканера и управлении им смогут даже малоопытные сотрудники. В конструкцию моделей разработчики интегрировали камеры 3,1 Мп и возможность использования подсветки. Сканер отлично улавливает сложные предметные формы и не создает проблем при передаче цветовой гаммы.

RangeVision PRO Base и RangeVision PRO

Взято с сайта top3dshop.ru

Рассчитанные на профессионалов российские 3D-сканеры стоят намного дешевле своих зарубежных аналогов. Устройства адаптированы для использования в самых различных сферах – от промышленности до ювелирного дела.

Creaform

Взято с creaform3d.com

Основным назначением техники Creaform является применение в промышленности. Оборудование данного канадского производителя пользуется большой популярностью у крупных энергетических корпораций и авиакомпаний.

Creaform Academia

Взято с сайта top3dshop.ru

Модель Creaform Academia – это трехмерный сканер ручного типа, разработанный специально для сферы образования. Весит устройство 850 г. Зона захвата составляет 380 x 380 мм. Из минусов Creaform Academia можно отметить отсутствие возможности делать сканы в цвете, однако для образовательной сферы этот недостаток не критичен.

Creaform peel 3D

Источник фото: peel-3d.com

Это совместный проект Creaform и Ametek — удобные ручные сканеры для любителей и начинающих профессионалов, продающиеся под отдельной маркой «peel 3D». Источник фото: peel-3d.comАкцентированное внимание при их разработке уделено эргономике, а также удобству и упрощению работы с ними, с сохранением достойного качества сканирования.

Источник фото: peel-3d.com

Поставляемое со сканерами peel 3D программное обеспечение предоставляет все основные функции по редактированию и экспорту в максимально интуитивном интерфейсе.

ScanTech

Взято с 3d-scantech.com

Модели ScanTech появились на мировом рынке в далеком 2011 году. Устройства, выпущенные данной компанией, нашли свое применение на многих известных предприятиях, включая гигантов вроде Nissan и Siemens.

ScanTech Ireal 2S и ScanTech Ireal 2E

Довольно популярный в научном мире портативный сканер, работающий на технологии синего света. Устройство отличается надежностью, высокой точностью. Оба сканера ScanTech Ireal 2 используют технологию подствета Blue light LED, что обеспечивает высокое качество сканирования. Модификация iReal 2S позволяет выполнять 3D-сканирование также в инфракрасном диапазоне и с захватом информации о цвете. Оба прибора эргономичны, просты в управлении и имеют небольшой вес.

Thor3D

Взято с сайта thor3dscanner.com

Российская компания Thor3D недавно стала известна благодаря таким моделям 3D-сканеров, как Calibry и Drake.

Calibry

Представляет собой модель для работы с объектами с длиной от 20 см до 10 м. Сканер оснащен удобным сенсорным дисплеем для управления. Calibry – максимально “дружелюбный” 3D-сканер для начинающих.

Drake

Профессиональная мобильная модель, сканирующая с точностью 200 мкм, оптимизированная для работы со строительными и промышленными деталями больших размеров. Устройство можно порекомендовать и для создания моделей живых людей. Сканер комплектуется набором из трех пар линз с разным фокусным расстоянием.

Основные области применения

Наука

Взято с сайта artec3d.com

Эксперты из Суонси смогли адаптировать сканер Artec Eva для слежения за морскими обитателями и изучения их образа жизни в естественной среде. Создав специальные индивидуальные метки, ученые смогли получить полный контроль над поведением подопытных образцов без причинения им физического дискомфорта.

Музейное дело и искусство

Использование модели Shining 3D Pro 2X Plus способно обеспечить высочайшее качество оцифровки объекта с максимально точной передачей текстуры. Для тестирования специалистами были выбраны многоцветные полотна и украшенная сложным орнаментом ваза.Сканер отлично справился с задачей и наглядно доказал тот факт, что его можно смело использовать для каталогизации музейных экспонатов, а также выпуска сувениров.

Источник фото: einscan.com

Реверс-инжиниринг

На оцифровку днища автомобиля марки Volvo XC90 ушло ровно 10 минут. Для сканирования использовался оптический трехмерный сканер ручного типа Artec Leo – с этим устройством исследователь беспрепятственно перемещался под авто и не боялся запутаться в многочисленных проводах.

Образование

Взято с сайта top3dshop.ru

Такие простые и не требующие больших временных затрат для своего освоения модели, как, например, XYZPrinting 3D Hand Scanner 2.0 и 3D Systems Sense 2 станут отличным решением для обучения в школах и техникумах. Возможностей этих устройств с лихвой хватит для ознакомления со спецификой процесса сканирования.

Взято с сайта rangevision.com

Более продвинутые модели (например, от компании RangeVision), используются для научно-исследовательской работы во многих ВУЗах. Так, в одном из университетов Вены с помощью 3D-сканера был изготовлен уникальный шаблон, предназначенный для профессиональной резки свиных мозгов. Специалисты отсканировали материал, а потом придали ему нужную форму с помощью технологии трехмерной печати.

Медицина

С помощью модели Medit i500 стоматологи могут быстро выполнять безболезненное сканирование зубного рядов пациентов, нуждающихся в срочной медицинской помощи. Имея в наличии точную цифровую копию зубов медики способны пошагово отслеживать ход лечения и обсуждать его эффективность с другими специалистами. 3D-сканирование также может применяться для эффективного создания протезов – такое решение позволяет получить существенную временную и финансовую экономию, по сравнению с затратной процедурой создания слепков.

Театральное искусство

Взято с сайта 3dtoday.ru

С целью создания красочных декораций в Большом театре было решено использоваться модель RangeVision Smart. В качестве опытного образца мастера использовали небольшую фигурку слона. После того, как скан был получен, театралы сделали из нее реалистичную и оригинальную пенопластовую модель, которая впоследствии использовалась на представлениях.

Заключение

Подводя итог вышенаписанному, можно сделать вывод, что оптические 3D-сканеры имеют огромное количество применений. Современный рынок таких устройств представлен моделями самой различной стоимости – от 30 000 до 1 500 000 рублей.Сканеры ручного и стационарного типа могут использоваться практически повсеместно – в образовании, изобразительном искусстве, архитектуре, медицине и т.п. Профессиональные модели 3D-сканеров отлично зарекомендовали себя на производстве, в реверс-инжиниринге и криминалистике. Кроме того, с помощью такой техники можно создавать бюджетную, но качественную сувенирную продукцию.
 

Источник