Тривимірна сканера є Доглядове і 3D придбання
Тривимірна сканера є Доглядове і 3D придбання

3D-сканер


Тривимірні сканера є пристрій, який аналізує об'єкти або їхнього найближчого оточення зібрати певні відомості, у формі і, можливо, на зовнішній вигляд (колір, текстура) дані. Дані, зібрані, потім можна побудувати CGI тривимірні (цифровий об'єкти) для різних цілей.

Ці пристрої набагато користуються індустрії розваг для кіно чи відеоігри. Цифрові зображення відсканованих об'єктів в 3D також використовуються для промислового дизайну, дизайн протези, зворотня інженерія, для контролю якості (цифровий репозиторій) або документації культурних об'єктів.

Без контактів Сканери можуть поділяються на дві основні категорії, активних і пасивних сканери. Вони самі є в багатьох підкатегорій за принципом їх технологічні.







Цей сканер може використовуватись для перевірки будівель
Цей сканер може використовуватись для перевірки будівель

Сканер за час польоту


Цей сканер лідар може використовуватися для сканування геологічних утворень, будівель, і так далі для того, щоб виробляти моделі в трьох вимірах. Її РАДІУС регулюється над дуже широкий горизонт: завдяки горизонтальні обертання головки, дзеркало направляє його вертикально. Промінь лазера використовується для вимірювання відстані, перший об'єкт різання променем


3D-сканер лідарних є активний пристрій, що використовує лазерний промінь зонд тему. В основі цього типу сканера є лазерний далекомір визначити відстань від поверхні об'єкта, вивчав шляхом підрахунку час, необхідний для повернення пульсу відбитих лазерного променя.

Оскільки швидкість світла c, як відомо, обидва кінці часу, щоб визначити відстань подорожував світло, яке двічі відстань між сканером і поверхні. Звичайно, точність сканер до часу польотного залежить від точності вимірювання повернення час t, знаючи, що 3,3 псек приблизно в той час, коли прийняті подорожувати одна куля міліметр світла.


Лазерний далекомір виявляє тільки один пункт одразу в напрямку, який вона вказує. Для цього пристрій сканує всі її поле зору по точках і повинні змінити свій напрямок подання для кожної заходи. Він може бути змінений, обертання камери, сам або за допомогою системи обертових дзеркал. Цей останній метод є найбільш часто використовуваних, оскільки дзеркал легше і може змінити напрямок швидко з більшою точністю.
Час польоту 3D сканери можна виміряти відстань від 10 000 до 100 000 пунктів в секунду.









Сканер випромінює промінь лазера, яка, при контакті з об'єкта, знаходить своє відображення в лазерний сканер
Сканер випромінює промінь лазера, яка, при контакті з об'єкта, знаходить своє відображення в лазерний сканер

Сканер за фазового зсуву


Ще одна технологія, яка використовується для вимірювання відстаней лазерні сканери є вимірювання накопичення фазового зсуву. Сканер випромінює промінь лазера, яка, при контакті з об'єкта, знаходить своє відображення в лазерний сканер. Довжина хвилі лазерного випромінювання варіюється в залежності від постачальника. На дзеркало сканер повертає лазерний промінь вертикально по відношенню до той самий об'єкт. Вертикальний кут кодується в той же час як вимірювання відстані.


Лазерний сканер обертається 360 ° на себе по горизонталі. Горизонтальний кут падіння одночасно з вимірювання відстані. Відстань і кут вертикальні і горизонтальні дати на полярну координату (δ, α, β) який перетворюється на декартовій координат (x, y, z). Деякі лазерні сканери використовують фази shift вимірювальної техніки для вимірювання відстані до поверхні. Пристрій проекти інфрачервоний лазерного променя, який повертає сканер із відображенням. Він обчислює відстань до найближчого міліметр, аналізуючи фазового зсуву між викиди пучка та отримано РАДІУС.
Лазерна відомих хвилю синуса мовлення лазерного джерело.


Це \легкі\. Деякі з лазерним променем відбивається від мети до джерела. Називається \назад світло\. Фази цього \повернення світла\ в порівнянні з що світло, що випромінюється відомих визначити світло історії. Різниця між двома піками називається \фазового зсуву\. Фазового зсуву, отримані відповідає 2π х час польоту x частоти модуляції. Фаза shift сканери зазвичай швидше і точніше, ніж 3D під час польоту лазерні сканери, але вони мають менший обсяг.









Лазерний сканер тріангуляції є активним сканера, що використовує лазеру зонд його середовищем
Лазерний сканер тріангуляції є активним сканера, що використовує лазеру зонд його середовищем

Шляхом тріангуляції сканера


Принцип детектор, використовуючи лазер тріангуляції. Відображаються дві позиції об'єкта.

Лазерний сканер тріангуляції є активним сканера, що також використовує лазеру зонд його середовищем. Він вказує на тему з пучком, як для одного, час польоту і використовує камери, щоб знайти точки. В залежності від відстані до поверхні з ' явиться в іншому місці в поле зору камери. Цей метод називається тріангуляції, оскільки лазерний точки, камери і Лазерні випромінювачі, що утворюють трикутники. Довжина сторони трикутника, відомий відстань між камерою і лазерна передавач.
Відомо також, кут на стороні лазерного передавач.

Кут на бік камерою визначається дивлячись на місце лазерне крапку в поле зору камери. Ці три даних визначають форму і розміри трикутника і дати позицій лазерних момент. У більшості випадків, лазерний замість періоду групи, сканує об'єкт, щоб прискорити процес придбання. Національної ради з досліджень Канада була серед перших інститутів розробити технологію сканування на основі тріангуляції в 19782.








В conoscopic системі лазерний промінь прогнозується на поверхню
В conoscopic системі лазерний промінь прогнозується на поверхню

Голографія Conoscopic


У conoscopic системі, лазерний промінь прогнозується на поверхню потім мислення в рамках же промінь проходить через birefringent кристал і відправляється на CDD датчика.
Частоти дифракції візерунки можуть бути проаналізовані і використовується для визначення відстані до поверхні. Головна перевага conoscopic Голографія колінеарності, тобто одному пучку (обидва кінці) необхідно виконати вимірювання, наприклад виміряти глибину отвір пробурено дрібно що неможливо шляхом тріангуляції.









Ручні лазерні сканери створити зображення з принципу тріангуляції 3D
Ручні лазерні сканери створити зображення з принципу тріангуляції 3D

Ручний сканер


Ручні лазерні сканери створити зображення 3D з принципу тріангуляції, описаних вище: точки або лінії лазерного прогнозовані на об'єкта за допомогою ручного пристрою і датчик (зазвичай CDD датчик або позиції чутливі пристрій) Вимірює відстань до поверхні.


Позиції зберігаються в внутрішній системі координат і будучи рухається свою позицію сканері повинні бути виміряна. Позиція може визначатися сканер використання характерних пам'ятки на поверхні перевірюваних (зазвичай з клейових світловідбиваючими смугами) або за допомогою зовнішніх відстеження методу. Підрозділом, що відповідає для цього ідентифікації йде у вигляді автоматів до тривимірних міра оснащений камерою включені (для встановлення орієнтації сканера) або як пристрій для фотограмметрії, за допомогою трьох або більше камер, що дозволяє шість ступенів свободи сканера.


Обидва методи, як правило, використовують ІЧ-світлодіоди, що входять до сканера які сприймаються (камера (с) через фільтри, щоб побачити їх незважаючи навколишнього освітлення.
Інформація зібрана в комп ' ютер і збережені у вигляді координат точок, у тривимірному просторі за допомогою комп'ютерної обробки, вони можуть бути конвертовані шляхом тріангуляції в полотно а потім в комп'ютерній моделі, найбільш часто у вигляді NURBS поверхонь. Ручні лазерні Сканери можуть об'єднати ці дані з пасивного приймачів видимого світла - що записувати текстурами і квітами, - до відновлення (див. зворотньої інженерії) завершити моделювання в 3D-моделі.










Структуровані світло 3D сканери проект яскраві візерунок на тему
Структуровані світло 3D сканери проект яскраві візерунок на тему

Структуровані світло сканера


Структуровані світло 3D сканери проекту яскраві візерунок на цю тему і спостерігати деформації. Шаблон може бути в одному або двох вимірах.

Приклад лінії й одномірні землі. Передбачається на тему, використовуючи LCD проектор або лазерний. A трохи компенсувати проектор камери, записує його можливої деформації. Метод аналогічні тріангуляції використовується для розрахунку відстані і, отже, положення очки, що представляють. Землі змітайте поле зору для того, щоб зберегти купу одночасно, інформація про відстаней.

Тепер візьмемо приклад сітки або Стрип подібної схеми. Камера використовується для запису до деформації і складних комп'ютерна програма використовується для обчислення відстані точок, що складають цю землю. Складністю пов'язано з двозначності. Брати в групу вертикальними смугами, підмітання горизонтально тему. У найпростішому випадку, аналіз грунтується на презумпції, що послідовність смуги видно з лівій правий відповідає прогнозовані лазерна зображення таким чином, що імідж гурту до крайньої лівої, перший лазерна проекція, то таке другий і так далі.

У випадку-triviales цілей з отворами, деякі оклюзії, швидке зміни, внесені Однак, порядок обов'язково перевіряється що гуртів, які часто приховані і навіть може з'явитися в іншому порядку, що призводить до двозначність, яка виникла у смугах лазерів.

Вказана проблема нещодавно були вирішені за передовою технологією називається Multistripe laser Triangulation (MLT). Структуровані світло 3D сканування все ще активна область дослідження, породжує значну кількість публікацій щороку.

Родзинкою структурованих світло 3D сканери є швидкість. Замість того, щоб сканування точки в той час, вони сканувати весь поле зору в той же час. Це обмежує або виключає спотворення проблем рух. Існуючі системи здатні сканування об'єктів в русі в режимі реального часу. Останнім часом пісня Чжан і Хуан Peisen університеті Стоні Брук розробили сканування на льоту, використовуючи цифровий бахромою проекції і модульованого фази техніка (ще один структурованих світлового методу).
Ця система здатна захопити, відновити і відновити деталі об'єктів деформуванні в часі (як вираз обличчя) з частотою 40 кадрів в секунду.









Модульованих світло 3D сканери освітити тему мінливі освітленні
Модульованих світло 3D сканери освітити тему мінливі освітленні

Модульованих світло сканера


Модульованих світло 3D сканери освітити тему мінливі освітленні. Як правило джерело світла має цикл, чиї амплітуди описує синусоїдального візерунком. Фотоапарат виявляє відбитого світла, вимірює важливість її варіації і визначає відстань у світлі подорожував.
Модульованих світло також дозволяє сканер ігнорувати джерело світла, крім лазер, так що немає ніякого втручання.









Пасивний безконтактне 3D сканери засновані на виявлення відбитих ambient випромінювання
Пасивний безконтактне 3D сканери засновані на виявлення відбитих ambient випромінювання

Сканер без контакту пасивний


Пасивний сканери без контакту, будучи видачі будь-який тип випромінювання, засновані на виявлення відбитих ambient випромінювання. Більшості сканерів цього типу виявити видиме світло, тому що вона доступна відразу. Інші види випромінювання, як інфрачервоного також може бути використаний. Пасивний методи може бути дешевим, оскільки в більшості випадків вони не вимагають певної телепрограми пристрою.









Стереоскопічний 3D сканери, за допомогою двох відеокамери
Стереоскопічний 3D сканери, за допомогою двох відеокамери

Стереоскопічний сканери


Стереоскопічний системи зазвичай два камери відео, трохи один від одного, вказуючи на тій же сцені. Проаналізувавши незначні відмінності між зображеннями два пристрої, є можливість визначити відстань кожну точку на зображенні. Цей метод на основі бачення стереоскопічні humaine5.









Ці види 3D сканери використовують контури, створений з послідовності фотографій, зроблених навколо об'єкта в трьох вимірах
Ці види 3D сканери використовують контури, створений з послідовності фотографій, зроблених навколо об'єкта в трьох вимірах

Силует сканери


Ці види 3D сканери використовують контури, створений з послідовності фотографій, зроблених навколо об'єкта в трьох вимірах на контрастному тлі. Ці силуети відірвані від їх походження і зібрані між собою на місці осі повороту камери для формування \візуальні Халл\ апроксимації об'єкта. З цим типом методи всілякі увігнутість об'єкта - як всередині миска - не виявлено.


Сканери, які шукали допомоги користувача
Є й інші методи, засновані на виявлення та ідентифікації допомагали користувача характеристики і утворює низку різних зображень об'єктів, які дозволяють побудувати наближеного її. Цей тип технології є корисним швидко досягти апроксимації об'єкта, що складається з простих форм як будівель. Різні комерційне програмне забезпечення здатні як iModeller, D-Sculptor ou RealViz-ImageModeler.

Ці види 3D сканери засновані на принципах фотограмметрії. Якимось чином вони використовують методику схожий на панорамні фотографії з цим замість приймати зображення з фіксованої точки прийняти панораму, серії зображень з різних точок береться з нерухомий об'єкт відтворити його.

Моделювання даних, зібраних сканер
Хмари очок, вироблених 3D сканери, часто не придатні для використання як те, що. Більшість додатків безпосередньо не користуюся, але використовувати замість 3D-моделі. Це означає, наприклад, у контексті 3D полігональних моделювання визначити і підключити сусідніх точках для того, щоб створити безперервну поверхню. Великої кількості алгоритмів доступні для цієї роботи (наприклад, photomodeler, imagemodel).