Принципы работы и устройство 3D-сканера

  История появления

Приборы для трехмерного сканирования начали появляться в конце XX века. Первый работающий прототип трехмерного сканера появился в 60-х годах.

В середине восьмидесятых годов XX века стали появляться более усовершенствованные модели трехмерных сканирующих устройств. В это время были созданы контактные датчики для оцифровки поверхности твердых предметов, не отличающихся сложной формой.

Большой вклад в развитие технологии внесли работники киностудий. В конце XX – начале XXI вв. годах разные кинокомпании выпускали свои модели трехмерных сканеров. С того времени сканеры изменились и усовершенствовались, стали более мобильными и функциональными.

Современные трехмерные сканеры

На настоящий момент трехмерные сканеры применяются и в промышленной, и в бытовой сфере.

Области применения промышленного трехмерного сканера:

  • конструирование;
  • производство;
  • медицина;
  • дизайн;
  • археология;
  • киноиндустрия;
  • индустрия компьютерных игр.

Кроме того, трехмерные сканеры различаются принципом устройства – это стационарные, переносные или ручные сканеры.

Современная технология трехмерного сканирования позволяет использовать сканирующие устройства совместно с мобильными устройствами, такими как планшеты и смартфоны. Также существуют программы, способные превратить обычный смартфон в трехмерный сканер – это облегчает и ускоряет работу, связанную с прототипированием и оцифровкой объектов.

В настоящее время выделяют два основных метода трехмерного сканирования:

  • Контактный. Данной тип сканера исследует сканируемый предмет посредством физического контакта. Такой сканер отличается очень высокой точностью, но есть вероятность во время сканирования повредить объект или изменить его форму.
  • Бесконтактный. Данный тип сканера использует различные излучения (особый свет, лазер, ультразвук, рентгеновские лучи)

Чаще всего выделяют две основных технологии бесконтактного трехмерного сканирования:

  • Лазерная. Принцип работы таких трехмерных сканеров основан на устройстве и принципах функционирования лазерных дальномеров. Лазерные трехмерные сканеры отличаются высокой точностью получаемой трехмерной модели. Чаще всего применяется в помещениях. Создание цифровой копии человека сканером такого типа практически невозможно.
  • Оптическая. Такой трехмерный обладает большой скоростью работы. Подходит для сканирования движущихся предметов и людей. Не подходит для оцифровки зеркальных, прозрачных и блестящих предметов.

Принцип работы 3d сканера

Трехмерный сканер производит детальное исследование поверхности физических объектов, по полученным данным создается точная модель объекта в цифровом формате.

В качестве подсветки предметов может применяться лазер или особая лампа (их использование увеличивает точность измерений).

Трехмерный сканер, используя подсветку и встроенные камеры, измеряет расстояние до объекта с разных сторон. После этого полученные изображения сопоставляются, затем тщательно анализируются все полученные данные, и на экране появляется готовая цифровая трехмерная модель. Трехмерный сканер, работающий по принципу измерения расстояния при помощи лазерного луча, выводит сведения о координатах точек.