Триизмерна скенер е сканиране и 3D придобиване
Триизмерна скенер е сканиране и 3D придобиване

3D скенер


Триизмерна скенер е устройство, което анализира обекти или техните непосредствени среда да събере конкретна информация относно формата и евентуално външен вид (цвят, текстура) от тях. Събраните данни, тогава може да се използва за изграждане на CGI триизмерна (дигитални обекти) за различни цели.

Тези устройства се използват много от отраслите на забавление за филми или видео игри. Цифрови изображения на сканирани обекти в 3D се използват също и за промишлен дизайн, дизайна на протези, обратната инженерство, за контрол на качеството (дигитално хранилище) или за документацията на културни обекти.

ДАНС-контакти скенери могат да се разделят на две основни категории, активна и пасивна скенери. Те самите са на множество подкатегории, въз основа на техния технологичен принцип.







Този скенер може да се използва за сканиране на сгради
Този скенер може да се използва за сканиране на сгради

Скенер от полетното време


Този Lidar скенер може да се използва за сканиране на сгради, геоложки формации, и т.н. за да произвежда модел в три измерения. Си РАДИУС е регулируем над един много широк хоризонт: благодарение на хоризонтално завъртане на главата на огледало го насочва вертикално. Лазерният лъч се използва за измерване на разстояние с първия обект рязане греда


3D Lidar скенер е активно устройство, което използва лазерен лъч да сонда предмет. В основата на този тип скенер е лазерен далекомер за определяне на разстоянието от повърхността на обекта учи чрез преброяване на времето, необходимо за връщане на пулса на отразения лазерен лъч.

Тъй като скоростта на светлината c е известно, отиване и време, за да определи разстоянието изминато от светлина, която е два пъти разстоянието между скенера и повърхността. Разбира се точността на скенера по време на полет зависи от точността на измерването на времето връщане t, знаейки, че 3,3 picoseconds е приблизително времето, необходимо на светлината да пътуват един милиметър.


Лазерен далекомер открива само една точка веднага в посока, тя е насочена. За това устройството сканира всички от неговата сфера на изглед точка по точка и трябва да промените нейната посоката на изгледа на всяка мярка. Тя може да се промени въртенето на самата камера или с помощта на система от въртящи се огледала. Последният метод е най-често използваните защото огледала са по-леки и може да промени посоката по-бързо с по-голяма точност.
Време на полет 3D скенери може да се измери разстоянието от 10 000 до 100 000 точки за секунда.









Скенерът излъчва лазерен лъч, които при контакт с обекта, се отразява на лазерния скенер
Скенерът излъчва лазерен лъч, които при контакт с обекта, се отразява на лазерния скенер

Скенер от фазово отместване


Друга технология, използвана от лазерни скенери за измерване на разстояния е мярка за фазово отместване. Скенерът излъчва лазерен лъч, които при контакт с обекта, се отразява на лазерния скенер. Дължината на вълната на лазер емисиите варира в зависимост от доставчика. Огледалото на скенера се връща на лазерния лъч вертикално към същия обект. Вертикалният ъгъл е кодиран в същото време като измерване на разстояние.


Лазерен скенер се завърта на 360 ° на себе си в хоризонтално. Хоризонтален ъгъл се изчислява едновременно с измерване на разстояние. Разстояние и ъгъл на вертикални и хоризонтални даде полярна координатна (δ, α, β), която се преобразува в декартова координатна (x, y, z). Някои лазерни скенери използват фаза смени измерване технология за измерване на разстоянието до дадена повърхност. Устройството проекти инфрачервен лазерен лъч, който се връща към скенера чрез отражение. Тя изчислява разстоянието до най-близкия милиметър чрез анализиране на промяната на фазата на излъчената светлина и получените РАДИУС.
Лазерът на известен синусова вълна се излъчва от лазерен източник.


Това е \светлина\. Някои от лазерния лъч се отразява от целта на източника. Се нарича \обратно светлина\. Фазата на този \гръб светлина\ се сравнява с че на светлината излъчвана известно да се определи \лека история\. Разликата между двете върхове се нарича \фаза shift\. Промяната на фазата получени съответства на 2π х полет време x честота на модулация. Фаза shift скенери са обикновено по-бързо и по-точно от 3D по време на полет лазерни скенери, но те имат по-малък обхват.









Лазерен скенер триангулация е активен скенер че използва лазерна светлина да сонда нейната среда
Лазерен скенер триангулация е активен скенер че използва лазерна светлина да сонда нейната среда

От триангулация скенер


Принцип на детектор с помощта на лазер триангулация. Две позиции на обекта се показват.

Лазерен скенер триангулация е активен скенер че също използва лазерна светлина на сондата му среда. Той сочи към темата с лъч като един от полетното време и използва камера, за да намерите точка. В зависимост от разстоянието на повърхност точката се появява на друго място в зрителното поле на камерата. Тази техника се нарича триангулация, защото точка лазера, камера и лазерен излъчвател образуват триъгълник. Дължината на една страна на триъгълника, разстоянието между камерата и лазерни предавател е известен.
Ъгъл на отстрани лазерни предавател е известен.

Ъгълът от страна на камерата може да се определя като се потърси в местоположението на лазерна точка в полето на видимост на камерата. Тези три данни определят формата и размерите на триъгълника и даде позицията на лазерна точка. В повечето случаи, лазер вместо период група, сканира обекта, за да ускори процеса на придобиване. На Националния съвет на изследвания Канада е сред първите институтите да се разработи технология за сканиране, въз основа на триангулация в 19782.








В conoscopic система на лазерен лъч се проектира върху повърхност
В conoscopic система на лазерен лъч се проектира върху повърхност

Conoscopic холография


В conoscopic система на лазерен лъч се проектира върху дадена повърхност след това мислене чрез същия лъч преминава през birefringent кристал и е изпратен на CDD сензор.
Честотата на дифракция модели могат да бъдат анализирани и използвани за определяне на разстоянието до повърхността. Основното предимство на conoscopic холография е колинеарност, тоест, един лъч (отиване и връщане) е необходима за извършване на измерване, да измерват например дълбочината на отвора пробит фино което е невъзможно от триангулация.









Ръчно лазерни скенери създаване на изображения от принципа на триангулация 3D
Ръчно лазерни скенери създаване на изображения от принципа на триангулация 3D

Ръчен скенер


Ръчно лазерни скенери създаване изображения 3D от принципа на триангулация, описани по-горе: точка или лазерна линия се проектира върху даден обект, с помощта на ръчно устройство и сензор (обикновено CDD сензор или позиция чувствителни устройство) измерва разстоянието до повърхността.


Позиции се записват вътрешна координатна система и самия се движат позицията си скенер трябва да бъде измерено. Позицията може да се определи от скенер, използвайки характерни забележителности на повърхността се сканира (обикновено на самозалепващите Светлоотразителни ленти) или чрез използването на външни проследяване метод. Отделът, отговарящ за тази идентификация идва под формата на една машина за измерване на триизмерната екипирам с фотоапарат включена (за да зададете ориентацията на скенера) или като устройство за фотограметрия, използване на три или повече камери, позволяващи шест степени на свобода на скенера.


И двете техники са склонни да използват инфрачервени светодиоди, включени към скенера, които се възприемат от (camera (s) чрез филтрите, за да ги видя въпреки наличното общо осветление.
Информацията се събира от компютър и записани като координатите на точки в триизмерното пространство, използвайки компютърна обработка, те могат да бъдат конвертирани с триъгълно платно и след това в един компютърен модел, най-често под формата на NURBS повърхности. Преносими лазерни скенери може да комбинирате тези данни с пасивни ползватели на видимата светлина -, които записват текстури и цветове - на възстановяването (виж обратен инженеринг) завърши моделиране в 3D модел.










Структуриран светлина 3D скенери проект ярка модел по темата
Структуриран светлина 3D скенери проект ярка модел по темата

Структуриран светлина скенер


Структуриран светлина 3D скенери проект ярка модел по този въпрос и да наблюдава деформация. Модела може да бъде в една или две измерения.

Пример за линия като едномерна земята. То се очаква по този въпрос с помощта на LCD проектор или лазер. А леко изместване на проектора камерата, записва си евентуална деформация. Техника подобна на триангулация се използва да се изчисли разстоянието и затова позицията на точките, които представляват. Земята внезапни проверки на полето на видимост за да спаси един куп наведнъж, информация за разстояния.

Сега вземете примера на мрежа или ивица образна шарка. Камерата се използва за записване на деформации и сложна компютърна програма се използва за изчисляване на разстоянията на точките, съставляващи това основание. Сложността е поради неяснотата. Вземете една група от вертикални ивици широки хоризонтално тема. В най-простият случай, анализът се основава на предположението, че последователността на ленти, видими от ляво дясно мача на изображението очаква лазера по такъв начин, че образът на групата-лявата е първата лазерна проекция следното е втората и така нататък.

При не-triviales цели с дупки, някои occlusions, дълбочина на бързи промени обаче, поръчката е задължително проверява че банди често са скрити и дори може да се появи в различен ред, което води до неяснота в банди лазери.

Този конкретен проблем наскоро е решен с напреднала технология, наречена Multistripe laser Triangulation (MLT). Структурирани светлина 3D сканиране все още е активна областта на научните изследвания, което води до редица публикации всяка година.

Гвоздеят на структурирани светлина 3D скенери е скорост. Вместо сканиране точка в даден момент, те сканиране на цялото поле на видимост в същото време. Това ограничава или елиминира изкривяването проблеми, свързани с движението. Съществуващите системи са в състояние да сканирате обекти в движение в реално време. Наскоро песен Джан и Peisen Хуанг камениста Брук университет са разработили сканиране за полет използване цифрови ресни проекция и модулираното фаза техника (друг структурирани лек метод).
Тази система е в състояние да улови, възстановяване и възстановяване на данните на обектите, деформираща във времето (като израз на лицето) с честота от 40 кадъра в секунда.









Модулиран светлинен 3D скенери осветяване предмета, като използва променящия светлина
Модулиран светлинен 3D скенери осветяване предмета, като използва променящия светлина

Модулиращо скенер за светлина


Модулиран светлинен 3D скенери осветяване предмета, като използва променящия светлина. Обикновено източника на светлина е един цикъл, чиято амплитуда описва синусоидална модел. Камера открива отразената светлина, измерва значението на неговите вариации и определя разстоянието, което светлината е пътувал.
Модулираното светлината също позволява скенера да игнорира източника на светлина, различна от лазер, така че няма намеса.









Пасивни безконтактен 3D скенери са базирани на откриването на отразения околно излъчване
Пасивни безконтактен 3D скенери са базирани на откриването на отразения околно излъчване

Скенер без контакт пасивни


Пасивни скенери без контакт, се издават всякакъв вид на радиация, са базирани на откриването на отразения околно излъчване. Повечето скенери от този тип открие видима светлина, защото това е незабавно на разположение. Други видове радиация, като инфрачервени също може да се използва. Пасивни методи могат да бъдат евтини, защото в повечето случаи те не изискват устройството специфични шоу.









Стереоскопичен 3D скенери с помощта на две видео камери
Стереоскопичен 3D скенери с помощта на две видео камери

Стереоскопичен скенери


Стереоскопичен системи обикновено две камери видео, леко настрана, сочещи към една и съща сцена. Чрез анализ на разлики между образите на двете устройства, е възможно да се определи разстоянието на всяка точка в изображението. Този метод се основава на стереоскопичен humaine5 визия.









Тези видове на 3D скенери използват очертава, създадена от поредица от снимки, направени около обекта в три измерения
Тези видове на 3D скенери използват очертава, създадена от поредица от снимки, направени около обекта в три измерения

Силует скенери


Тези видове на 3D скенери използват очертава, създадена от поредица от снимки, направени около обекта в три измерения на контрастиращ фон. Тези силуети са откъснати от техния произход и сглобени един до друг на мястото на оста на въртене на камерата да формират \визуални корпуса\ приближение на обекта. С този тип техники всевъзможни вдлъбнатина на обекта - като вътрешността на купа - не са открити.


Скенери, търсене на помощ на потребителя
Има други методи, базирани на детекция и идентификация подпомага характеристиките на потребителя и образува серия от различни изображения на даден обект, които позволяват да се изгради приближение на него. Този тип технология е полезна за бързо постигане на сближаване на даден обект, съставен от прости фигури като сгради. Различни търговски софтуер са способни като iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

Тези видове на 3D скенери са базирани на принципите на фотограметрия. Някак си те използват подобни на панорамна фотография, методология с това вместо да вземе снимки от фиксирана точка да се вземе панорама, поредица от снимки от различни точки е взета от определен обект да го възпроизведе.

Моделиране на данни, събрани от скенера
Облаците на точки, произведени от 3D скенери често не са използваеми като какво. Повечето приложения не се използват директно, но използва вместо 3D модел. Това означава, например в контекста на 3D многоъгълни моделиране за определяне и свържете съседни точки за да се създаде непрекъсната повърхност. Голям брой алгоритми са налични за тази работа (например, photomodeler, imagemodel).