Trīsdimensiju skeneri ir skenēšanas un 3D iegāde
Trīsdimensiju skeneri ir skenēšanas un 3D iegāde

3D skeneris


Trīsdimensiju skeneri ir ierīce, kas analizē objekti vai to tiešā vide, lai savāktu īpašu informāciju formā un, iespējams, izskats (krāsa, tekstūra) no šiem. Apkopotie dati pēc tam var izmantot, lai veidotu CGI trīsdimensiju (digitālo objektu) dažādiem mērķiem.

Šīs ierīces izmanto daudz izklaides nozarēm filmas un video spēles. Digitālo attēlu skenētu objektus 3D tiek izmantoti arī rūpniecisko dizainu, konstrukciju protēzes, reverse engineering (digitālā krātuve) kvalitātes kontroles vai kultūras objektu dokumentēšanai.

Sans Kontakti skeneri var iedalīt divās pamatkategorijās, aktīvā un pasīvā skeneriem. Viņi paši ir vērā daudzas apakškategorijas, kas balstās uz viņu tehnoloģiskās princips.







Šo skeneri var izmantot, lai skenētu ēkas
Šo skeneri var izmantot, lai skenētu ēkas

Skeneri pēc lidojuma laikā


Šo Lidar skeneri var izmantot, lai skenētu ēkām, ģeoloģiskos veidojumos, utt, lai izveidotu trīsdimensiju modeli. Tā RĀDIUSS ir regulējams pār ļoti plašā apvāršņa: Pateicoties galvas horizontālā rotācija, spogulis novirza to vertikāli. Lāzera staru, kas tiek izmantota, lai izmērītu attālumu ar pirmo objektu griešanas sijas


Lidar 3D skeneris ir aktīvā ierīce, kas izmanto lāzera staru zondes tēmu. Šāda tipa skeneri centrā ir lāzera diapazona meklētāju, lai noteiktu attālumu no objekta izpēte, skaitot laiku, kas nepieciešams atgriezties atspoguļoja lāzera staru kūļa impulsa virsmai.

Kopš c gaismas ātrums ir zināms, turp-atpakaļ laiku, lai noteiktu attālumu ceļojis ar gaismu, kas ir divreiz attālums no skenera virsmas. Protams, lidojuma laikā skenera precizitāte ir atkarīga no atgriešanās laikā t, zinot, ka 3,3 picoseconds ir aptuveni tajā laikā, kas vajadzīgs gaismā, lai nobrauktu milimetra mērījumu precizitāti.


Lāzeru diapazona meklētāju atklāj tikai viens punkts uzreiz tā norāda virzienu. Šim nolūkam ierīces skenē visu savu redzeslauku pa punktam un nedrīkst izmainīt tās firzienu skata katram pasākumam. To var mainīt, kamera pati rotācija vai izmantojot rotējošo spoguļu sistēma. Šī pēdējā metode ir visbiežāk izmantotā, jo spoguļi ir vieglāki un var mainīt virzienu, ātrāk, ar lielāku precizitāti.
3D skeneri lidojuma laikā iespējams izmērīt attālumu no 10 000 līdz 100 000 punkti par katru sekundi.









Skenera izstaro lāzera staru, kas nonāk saskarē ar objektu, ir atspoguļots lāzera skeneris
Skenera izstaro lāzera staru, kas nonāk saskarē ar objektu, ir atspoguļots lāzera skeneris

Skeneris, fāzes maiņa


Cita tehnoloģija, kas izmanto lāzera skenerus, lai izmērītu attālumus ir mērs fāzes nobīdes. Skenera izstaro lāzera staru, kas nonāk saskarē ar objektu, ir atspoguļots lāzera skeneris. Viļņu garuma lāzera emisijas ir atkarīga no pakalpojumu sniedzēja. Skenera spogulis atgriež lāzera staru vertikāli pret vienu un to pašu objektu. Vertikālais leņķis ir kodēts vienlaikus attāluma mērīšanu.


Lāzera skeneris rotē 360 ° pati no sevis horizontāli. Horizontālais leņķis tiek aprēķināts vienlaicīgi ar attāluma mērīšanu. Attālums un leņķis, vertikālās un horizontālās dot polāro koordinātu (δ, α, β), kas pārveido Dekarta koordinātas (x, y, z). Dažiem lāzera skeneris izmanto fāzes maiņas mērījumu tehnoloģiju, lai izmērītu attālumu līdz virsmai. Ierīce projekti infrasarkanā lāzera staru, kas atgriežas skeneris ar pārdomām. Tā aprēķina attālumu līdz tuvākajai milimetra, analizējot fāzes nobīdes starp izstarotās gaismas un saņemto RĀDIUSS.
Zināmo sinusa vilni lāzera pārraidīto lāzera avots.


Tā ir gaisma. Daži no lāzera staru, kas atspoguļojas no mērķa avotam. Sauc par \atpakaļ gaismas\. \Aizmugurējo gaismu\ posmā tiek salīdzināts ar gaismu izstaro zināms noteikt vieglo vēsturi. Starpība starp divām virsotnēm sauc \fāzes nobīdes\. Fāzes nobīdes, kas iegūti atbilst lidojuma laikā modulācijas frekvence x x 2π. Fāzes maiņas skeneriem ir parasti ir ātrāka un precīzāka nekā 3D lāzera skenerus lidojuma laikā, bet tās ir mazākas jomu.









Triangulācijas lāzera skeneris ir aktīvu skeneri izmanto lāzera gaismu tā vides zonde
Triangulācijas lāzera skeneris ir aktīvu skeneri izmanto lāzera gaismu tā vides zonde

Triangulācijas skeneris


Detektoru, izmantojot lāzera triangulācijas principa. Tiek parādītas objekta divām pozīcijām.

Triangulācijas lāzera skeneris ir aktīvu skeneri izmanto arī lāzera gaismu zondes apkārtnei. Viņš norāda uz tēmu ar staru, runājot par viena lidojuma laiku un izmanto kameru, lai atrastu vietu. Atkarībā no attāluma līdz virsmai, punkts parādās citā vietā atrodas kameras redzamības laukā. Šo metodi sauc triangulācijas, jo punktu lāzera, kameru un lāzera raidītāju veido trijstūri. Trijstūra malu garumu, attālumam starp kameru un lāzera raidītājs ir zināms.
Ir zināms arī leņķis uz pusi no lāzera raidītājs.

Leņķa kameras sānos var noteikt, apskatot lāzera punkts kameras redzamības lauku atrašanās vieta. Šie trīs datu forma un izmēri ir trijstūris noteiktu un dot lāzera punkta. Vairumā gadījumu, nevis perioda josla, lāzera skenē objektu iegādes procesu paātrināt. Nacionālās Padomes pētījumu Kanādā bija starp pirmo institūtu izstrādāt tehnoloģiju, kas balstās uz triangulācijas 19782 skenēšanas.








Conoscopic sistēmas, lāzera staru projicēti uz virsmu
Conoscopic sistēmas, lāzera staru projicēti uz virsmu

Conoscopic hologrāfija


Conoscopic sistēmas, lāzera staru projicēti uz virsmu, tad domāšana ar vienu un to pašu staru šķērso birefringent Crystal un tiek nosūtīta uz CDD sensors.
Difrakcijas modeļus frekvenču var analizēt un izmanto, lai noteiktu attālumu līdz virsmai. Conoscopic hologrāfija galvenā priekšrocība ir kolinearitātes, t.i., vienu staru (turp un atpakaļ) ir nepieciešams, lai veiktu mērījumus, mērīšanai piemēram bedrīšu dziļums urbti smalki, kas ir iespējams ar triangulācijas.









Manuālā lāzera skeneris izveidot attēlu no triangulācijas principa 3D
Manuālā lāzera skeneris izveidot attēlu no triangulācijas principa 3D

Manuālā skeneris


Manuālā lāzera skeneris izveidot attēlus 3D no iepriekš aprakstītā triangulācijas principa: punktu vai lāzera līnijas ir projicēta uz objektu, izmantojot manuālo ierīces un sensors (parasti CDD sensors vai pozīciju paaugstināta riska ierīces) mēra attālumu līdz virsmai.


Pozīcijas tiek saglabātas iekšējā koordinātu sistēma un jāmēra skeneris, pats par sevi ir pārvietot savu nostāju. Pozīcijas var noteikt ar skenera virsmas inventarizējamo (parasti no atstarojoša līmi sloksnēm) vai izmantojot ārēju sekošanas metodi, izmantojot raksturīgu orientieri. (Lai iestatītu orientāciju, skeneri) iekļauts vienība, kas atbild par šī identifikācija nāk veidā pasākumam trīsdimensiju mašīna ar kameru vai ierīci, izmantojot trīs vai vairākas kameras, ļaujot sešu brīvības pakāpes skenera Photogrammetry.


Abas metodes ir tendence izmantot infrasarkano LED iekļaut skeneri, kas uztver (kameru (s) caur filtriem, tos redzēt, kaut arī vispārējā apgaismojuma.
Informācija tiek apkopota, izmantojot datorprogrammu un saglabāta kā koordinātu punktu trīsdimensiju telpa, izmantojot datorapstrāde, tie var tikt konvertēti, triangulācijas kanvu un pēc tam datora modeli, visbiežāk NURBS virsmas formā. Rokas lāzera skeneri var apvienot šos datus ar pasīvo redzamā gaisma - uztvērēji, kas ieraksta tekstūras un krāsas - lai atjaunošana (sk. reverso inženieriju) pabeigta modelēšana 3D modelī.










Strukturētu gaismas 3D skeneri projekta spilgti rakstu par šo tēmu
Strukturētu gaismas 3D skeneri projekta spilgti rakstu par šo tēmu

Strukturētu gaismas skeneris


Strukturētu gaismas 3D skeneri projekta spilgti rakstu par šo tēmu un novērot deformācijas. Modelis var būt viena vai divas dimensijas.

Piemērs tam, kā viendimensijas zemes līniju. Tas tiek prognozēts par tēmu, izmantojot LCD projektoru vai lāzeru. A nedaudz kompensētu projektoru kamera, ieraksti savu iespējamo deformāciju. Līdzīgs triangulācijas metodi izmanto, lai aprēķinātu attālumu un tādējādi pārstāvot punktu atrašanās vietu. Zemes frekvences redzamības, lai ietaupīt ķekars laikā, informācija par attālumiem.

Tagad ņemt piemēru režģi vai sloksnes formas modeli. Kamera tiek izmantots, lai ierakstītu deformācijām un sarežģītas datorprogrammas tiek lietots, lai aprēķinātu attālumi no punktiem, kas veido šo zemi. Sarežģītība ir neskaidrību dēļ. Veikt grupas vertikālas svītras horizontāli slaucīšana tēmu. Vienkāršākajā gadījumā analīze ir balstīta uz pieņēmumu joslām, redzams no kreisās tiesības secība atbilst attēla plānoto lāzera tādā veidā, ka attēls kreisā malējā joslā ir pirmais lāzera projekcijas, tālāk ir otrajā un tā tālāk.

Gadījumā nav triviales mērķus ar caurumiem, daži occlusions, strauja dziļuma izmaiņas, tomēr kārtību ir vienmēr pārbaudīt ka joslās bieži vien tiek paslēpti, un var pat parādīties citā secībā, radot neskaidrības joslās lāzeri.

Nesen šī problēma ir atrisināta ar modernu tehnoloģiju, ko sauc par Multistripe laser Triangulation (MLT). Strukturētu gaismas 3D skenēšana joprojām ir aktīvais laukums pētniecības, radot publikāciju skaits katru gadu.

Izcelt no strukturētas gaismas 3D skeneri ir ātrums. Nevis punktu skenēšanas laikā, tās skenēt visu redzamības lauka tajā pašā laikā. Tas ierobežo vai izslēdz konkurences problēmām, kas saistītas ar pārvietošanos. Esošās sistēmas spēj skenēt objektus kustībā reālajā laikā. Nesen, Zhang dziesmu un Peisen Huang no Stony Brook University ir izstrādājuši skenēšana uz lidot, izmantojot digitālo bārkstis projekcijas un diferencētu fāzes tehnika (citas strukturētus gaismas metode).
Šī sistēma spēj uztvert, atjaunot un atjaunot informāciju par objektiem nedeformējoties laiku (kā sejas izteiksme) frekvencē 40 kadri sekundē.









Modulētie gaismas 3D skeneri izgaismotu objektu, izmantojot mainās gaismas
Modulētie gaismas 3D skeneri izgaismotu objektu, izmantojot mainās gaismas

Modulētie gaismas skeneris


Objektu, izmantojot mainās gaismas apgaismošanai modulētie gaismas 3D skeneri. Parasti gaismas avots ir cikls, kura amplitūda apraksta sinusoidālu modelis. Kamera atrod atstaroto gaismu, pasākumu nozīmīgumu varianta un nosaka attālums, ko gaisma ir ceļojis.
Modulētie gaismu arī ļauj ignorēt avota gaismas, kas nav lāzera skeneris, tāpēc, ka nav traucējumu.









Pasīvā bezkontakta 3D skeneri pamatā atspoguļo apkārtējās vides radiācijas noteikšanas
Pasīvā bezkontakta 3D skeneri pamatā atspoguļo apkārtējās vides radiācijas noteikšanas

Skeneris, bez kontakta, pasīvā


Pasīvā skeneriem, bez kontakta, to izdod visu veidu starojums, pamatā atspoguļo apkārtējās vides radiācijas noteikšanas. Visvairāk šāda tipa skeneri atklāt redzamo gaismu, jo tā uzreiz ir pieejama. Citu veidu starojums, piemēram, infrasarkano savienojumu var arī izmantot. Pasīvās metodes var būt lēti, jo vairumā gadījumu tās neprasa īpašu ierīci rādīt.









Stereoskopiskais 3D skeneri, izmantojot divas videokameras
Stereoskopiskais 3D skeneri, izmantojot divas videokameras

Stereoskopiskais skeneri


Stereoskopiskais sistēmām parasti divas kameras video, nedaudz ieplestas, norādot uz tās pašas kadru sērijas demonstrēšana. Analizējot nelielas atšķirības starp abām ierīcēm attēlus, ir iespējams noteikt attālumu no katra punkta attēlā. Šīs metodes pamatā ir vīzija stereoskopisks humaine5.









Šāda veida 3D skeneri izmanto struktūras, kas izveidotas no fotoattēliem, kas uzņemti ap objektu trijās dimensijās secība
Šāda veida 3D skeneri izmanto struktūras, kas izveidotas no fotoattēliem, kas uzņemti ap objektu trijās dimensijās secība

Siluets skeneri


Šāda veida 3D skeneri izmanto struktūras, kas izveidotas no fotoattēliem, kas uzņemti ap objektu trijās dimensijās kontrastējoša fona secība. Šie silueti atsvešināts no to fona un samontētas, lai viens otru kameru uz formu \vizuālā korpusa\ objektu tuvināšana rotācijas ass vietā. Ar šāda veida metodes nav noteikusi visu veidu konkavitāte objekta - kā bļoda - iekšpusē.


Skeneriem, kas meklē palīdzību lietotājs
Ir arī citas metodes, balstoties uz atklāšanas un identifikācijas palīdz lietotājam īpašības un veido virkni dažādu objektu, attēlu, kas ļauj konstruēt tuvināšana. Šāda veida tehnoloģiju noder, lai ātri sasniegtu aptuvenu objekts sastāv no vienkāršas formas, piemēram, ēku. Dažādās komerciālās programmatūras spēj kā iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

Šāda veida 3D skeneri ir balstīti uz Photogrammetry principiem. Kaut kā viņi izmanto metodiku panorāmas fotogrāfija, līdzīgi ar šo vietā, veikt fiksēto punktu ņemt panorāmas attēlus, sērijas attēlus no dažādiem punktiem ir ņemts no fiksēta objekta atkārtot to.

Datus, ko apkopojusi skenera modelēšanas
Punkti, kas ražoti ar 3D skeneri mākoņi nav bieži lietojami, kāda. Lielākā daļa pieteikumu tieši izmantot, bet izmantot nevis 3D modeli. Tas nozīmē, piemēram, saistībā ar 3D daudzstūru modelēšanas, lai noteiktu un savieno blakus punktus, lai veidotu nepārtrauktu virsmu. Lielam skaitam algoritmi ir pieejamas šim darbam (piemēram, photomodeler, imagemodel).