Bu cihazlar kino və ya video oyunlar üçün əyləncə sənayesi tərəfindən çox istifadə olunur. Skan edilmiş obyektlərin 3D rəqəmsal şəkilləri sənaye dizaynı, prosses dizaynı, əks mühəndislik, keyfiyyətə nəzarət (rəqəmsal reyestr) və ya mədəni obyektlərin sənədləşdirilməsi üçün də istifadə olunur.

Kontaktsız skanerləri iki əsas kateqoriyaya, aktiv və passiv skanerlərə subdivid etmək olar. Onlar özləri də texnoloji prinsipinə görə bir çox alt kateqoriyalara düşürlər.

Lidar skaneri üçölçülü modelləşdirmənin hazırlanması məqsədilə binaları, geoloji formasiyaları və s. s. s. s. skan etmək üçün istifadə oluna bilər. Onun radiusu çox geniş üfüq üzərində istiqamətlənir : başının üfüqi fırlanması sayəsində güzgü onu şaquli istiqamətdə istiqamətləndirır. Lazer şüasından, şüanı kəsən ilk cisimdən uzaqlığı ölçmək üçün istifadə olunur.

3D Lidar skaneri mövzunu yoxlamaq üçün lazer şüası istifadə edən aktiv cihazdır. Bu tip skanerin mərkəzində əks olunmuş lazer şüasının pultunun yuvarlaq səyahəti üçün tələb olunan vaxtı saymaqla tədqiq edilən obyektin səthindən məsafəni hesablamaq üçün lazer rangefinderi yerləşir.

işığın sürəti - C məlum olduğundan, geri dönüş vaxtı işığın qət etdiyi məsafəni müəyyən etməyə imkan yaradır. Bu məsafə skanerlə səth arasındakı məsafənin iki qatıdır. Aydındır ki, skanerin uçuş vaxtına qədər dəqiqliyi geri dönüş vaxtının - T-nin ölçülməsinin dəqiqliyindən asılıdır, çünki bilir ki, 3,3 pikosekond işığın millimetr məsafə qət etmək üçün apardığı vaxta yaxındır.

Lazer rangefinderi işarələndiyi istiqamətdə bir nöqtədə yalnız bir nöqtə aşkar edir. Bunun üçün cihaz bütün baxış nöqtəsini nöqtə ilə skan edir və hər bir ölçü ilə baxış istiqamətini dəyişməlidir. Cihazın özünü fırladaraq və ya fırlanan güzgülər sistemindən istifadə etməklə dəyişdirilə bilər. Sonuncu üsul ən çox istifadə olunan üsuldur, çünki güzgülər daha yüngüldür və daha dəqiqi ilə istiqaməti daha sürətli dəyişə bilir.

3D vaxtlı-uçuş skanerləri saniyədə 10 000-dən 100 000 nöqtəyə qədər məsafəni ölçə bilir.

Lazer skanerlərinin məsafələri ölçmək üçün istifadə etdiyi digər texnologiya isə faza növbəsi ölçüsüdür. Skaner lazer şüası emal edir ki, bu da obyektlə təmasda olan lazer skanerinə geri əks olunur. Lazerin emal dalğasının uzunluğu təchizatçıdan asılı olaraq dəyişir. Skaner güzgüsü lazer şüasının şaquli olaraq eyni obyektə qaytarır. Şaquli bucaq məsafə ölçüsü ilə eyni anda kodlanır.

Lazer skaneri öz-özünə üfüqi olaraq 360° fırlanır. Üfüqi bucaq məsafə ölçüsü ilə eyni vaxtda hesablanır. Məsafə, eləcə də şaquli və üfüqi bucaq, karteziya koordinatlarına (x, y, z) çevrilmiş qütb koordinatı (δ, α, β) verir. Bəzi lazer skanerləri səthdən məsafəni ölçmək üçün faza növbəsi ölçmə texnologiyasından istifadə edirlər. Bu cihaz reflektor skanerinə qayıdan infraqırmızı lazer şüası layihə edir. Bu isə emal olunmuş radiusla alınan radius arasındakı faza dəyişikliyini təhlil edərək ən yaxın millimetrə qədər olan məsafəni hesablayır.
Məlum sinus dalğasının lazer şüası lazer mənbəyi ilə diffuzasiya olunur.

Bu da "işıq saçılmış işıq"dır. Lazer şüasının bir hissəsi hədəfdən mənbəyə doğru əks olunur. Buna "qayıdış işığı" deyilir. Bu "qayıdış işığı"nın fazası "emal edilmiş işığın tarixini" müəyyən edən emitasiya olunmuş işıqla müqayisə olunur. İki zirvə arasındakı fərq faza növbəsi adlanır. Əldə edilən faza növbəsi uçuş x-in modulasiya tezliyi 2π x-ə uyğun gəlir. Faza növbəsi skanerləri ümumilikdə uçuş vaxtı 3D lazer skanerlərindən daha sürətli və daha dəqiqdir, lakin onların daha kiçik aralığı var.

Triangulyasiya lazer skaneri aktiv skanerdir. O, həmçinin lazer işığından istifadə edərək ətraf mühitini sorğu-etdirir. O, uçuş vaxtı olan mövzuya işarə edir və nöqtəni tapmaq üçün kameradan istifadə edir.
Səthə olan məsafədən asılı olaraq nöqtə cihazın baxış sahəsində fərqli bir yerdə görünür. Bu üsul üçbucaq adlanır, çünki lazer nöqtəsi, kamera və lazer emitter üçbucaq əmələ gətirir. Üçbucağın bir tərəfinin uzunluğu, kamera ilə lazer emitter arasındakı məsafə məlumdur. Lazer emitterinin yan tərəfinin bucağı da məlumdur.

Kamera tərəfinin bucağını kameranın baxış sahəsində lazer nöqtəsinin yerləşməsinə baxmaqla təyin etmək olar. Bu üç məlumat üçbucağın forma və ölçülərini təyin edir və lazer nöqtəsinin yerini verir.
Əksər hallarda, bir lazer zolağı, daha doğrusu, əldə etmə prosesini sürətləndirmək üçün obyekti skan edir.

Konoskopik sistemdə lazer şüası səthə proqredik edilir, sonra eyni şüa vasitəsilə əks olunma birfinqent kristaldan keçir və CDD sensoruna göndərilir.

Difraksiya səmənilərinin tezliyi analiz edilə bilər və bu səthdən uzaqlığı müəyyən etməyə imkan verir. Konoskopik holoqrafiyanın əsas üstünlüyü collinearity-dir, yəni ölçməni həyata keçirmək üçün bir dirəyin (yuvarlaq səyahətin) lazım olduğunu demək olar. Bunun sayəsində üçbucaqla mümkün olmayan zərif qazılmış dəliyin dərinliyini misal üçün ölçmək mümkündür.

Manual lazer skanerləri triangulyasiya prinsipindən 3D şəkillər yaradır : lazer nöqtəsi və ya xətti manual cihaz vasitəsilə obyektə proqnaz edilir və sensor (adətən CDD sensoru və ya mövqe həssas cihaz) səthdən uzaqlığı ölçür.


Bu mövqelər daxili koordinat sisteminə nisbətən qeydə alınır və skaner özü hərəkətdədir, o zaman onun mövqeyi ölçüləməlidir.
Mövqe skaner tərəfindən skan olunan səthdə xarakterik nişanlardan (adətən yapışqanlı əks etdirən zolaqlardan) və ya xarici izləmə üsulundan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər.
Bu identifikasiyaya görə məsuliyyət daşıyan qurğu emal olunmuş kamera ilə təchiz edilmiş (skanerin oriyentasiyasını müəyyən etmək üçün) və ya skanerin altı dərəcədə sərbəstliyə imkan verən üç və ya daha çox kameradan istifadə etməklə fotoqrammetriya cihazı şəklindədir.


Hər iki üsul kamera (s) tərəfindən filtrlər vasitəsilə dərk edilən skanerə daxil olan infraqırmızı LED-lərdən istifadə etməyə meyllidir ki, onları ətrafdakı işıqlandırmaya baxmayaraq görsünlər.
Məlumat kompüter tərəfindən toplanır və üçölçülü fəzada yerləşən nöqtələrin koordinatları kimi qeydə alınır. Kompüterin işlənməsindən istifadə etməklə bunları üçbucaqla, daha sonra isə kompüter modelinə çevirmək olar. Ən çox NURBS səthləri şəklində.
Lazer əl skanerləri bu məlumatları passiv görünən işıq qəbulediciləri ilə birləşdirə bilər – hansılar ki, teksturları və rəngləri qeyd edirlər – modelin tam 3D modelləşdirilməsi üçün (bax : Reverse Engineering) bərpa etmək üçün.

Strukturlaşdırılmış işıq 3D skanerləri mövzuya işıq sxemini layihə edir və onun deformasiyasını müşahidə edir. Bu şəkil bir və ya ikicinsli ola bilər.

Məsələn, bir xətti birölçülü nümunə kimi nəzərdən keçirək. Bu mövzuda LCD və ya lazer proyektoru istifadə edilərək layihələnir. Fotoaparat proyektordan bir az uzaqlaşır, onun deformasiyasını qeyd edir. Üçbucaqlara bənzər bir üsul məsafənin hesablanması üçün istifadə olunur və buna görə də onu təmsil edən nöqtələrin mövqeyi. Bu şəkil baxış sahəsini tarar ki, məsafə məlumatlarını bir bant bir-bir qeydə alın.

İndi isə grid və ya strip şəklində bir nümunəyə baxaq. Deformasiyaları qeyd etmək üçün kameradan istifadə olunur və bu şəkli tərtib edən nöqtələrin məsafələrini hesablamaq üçün mürəkkəb kompüter proqramından istifadə olunur.
Mürəkkəblik isə ambiqulluqdan irəli gəlir. Bir qrup şaquli bəndin mövzunu üfüqi olaraq bığını sındırdığına diqqət yetirək. Ən sadə halda təhlil elə bir fərziyyəyə əsaslanır ki, soldan sağa görünən bantların ardıcıllığı proyeksiya edilmiş lazer şəklinə uyğun gəlir. Belə ki, sol bantın şəkli həqiqətən lazer proyeksiyasının birincisi, sonrakı ikinci və s.

Deşik, okklüzion, sürətli dərinlik dəyişiklikləri olan qeyri-trivial hədəflərə gəldikdə isə, artıq nizam mütləq dəqiqləşdirilmir, çünki bantlar çox vaxt gizli olur və hətta fərqli qaydada da görünə bilir, bu da lazer bantlarının qeyri-müəyyənliyinə səbəb olur.

Bu spesifik problem bu yaxınlarda "Multistripe Laser Triangulation" (MLT) adlı texnoloji irəliləyişlə həll edilmişdir. Strukturlaşdırılmış işıq 3D skaninq hələ də hər il çoxsaylı nəşrlərə səbəb olan tədqiqatların aktiv sahəsidir.

Strukturlaşdırılmış işıq 3D skanerlərinin güclü nöqtəsi onun sürətidir. Onlar bir nöqtəni birdən-birə skan etmək əvəzinə, bütün baxış sahəsini bir anda skan edirlər. Bu, hərəkətlə bağlı təhrif problemlərini məhdudlaşdırır və ya aradan qaldırır. Mövcud sistemlər hərəkət edən obyektləri real vaxtda skan etmək qabiliyyətinə malikdir. Bu yaxınlarda, Stony Brook Universitetindən Song Zhang və Peisen Huang, rəqəmsal fringe və modulyasiya edilmiş faza texnikasının (digər strukturlu işıq metodu) proyeksiyası istifadə edərək on-the-fly skanerini hazırladılar.
Bu sistem vaxt keçdikcə deformasiyaya uğrayan obyektlərin detallarını (məsələn, üz ifadəsi) saniyədə 40 çərçivə həcmində tutmaq, bərpa etmək və render etmək qabiliyyətinə malikdir.

İşıq modullaşdırılmış 3D skanerlər mövzunu dəyişən işıqla işıqlandırır. Adətən, işıq mənbəyində elə bir dövran olur ki, onun amplitudası sinusoidal modeli təsvir edir. Kamera əks olunmuş işığı aşkar edir, onun variasiyasının miqyasını ölçür və işığın qət etdiyi məsafəni müəyyən edir.
Modullaşdırılmış işıq, həmçinin skanerə lazerdən başqa işıq mənbəyinə məhəl qoymamağa imkan verir ki, heç bir müdaxilə olmasın.

Qeyri-kontakt - passiv skanerlər, heç bir şüalanma növünün ötürücüsü olmamaqla, əks olunmuş ətraf şüalanmanın aşkarlanmasına əsaslanır.

Bu tip skanerlərin əksəriyyəti görünən işığı aşkar edir, çünki o dərhal mövcuddur. İnfraqırmızı kimi digər şüalanma növləri də istifadə edilə bilər. Passiv üsullar ucuz ola bilər, belə ki, əksər hallarda onlar konkret ötürücü qurğu tələb etmir.

Stereoskopik sistemlər, adətən, eyni səhnəni göstərərək, bir az aralı olan iki video kameradan istifadə edirlər. İki cihazın şəkilləri arasındakı cüzi fərqləri təhlil etməklə görüntünün hər bir nöqtəsindən uzaqlığı müəyyən etmək mümkündür. Bu metod insan stereoskopik vizyona əsaslanır5.

Bu tip 3D skanerlər kontrast fon qarşısında üçölçülü obyektin ətrafında çəkilmiş şəkillərin ardıcıllığından yaradılmış konturlardan istifadə edirlər. Bu siluetlər öz mənşəyindən ayırılır və kameranın fırlanma müstəvisinin yerində bir-birinə yığılır ki, bu da obyektin "vizual çanaq" bir approximasiyasını təşkil edir. Bu tip texnikalarla cismin hər cür konkavity - bir qabın içi kimi - aşkar edilmir.


İstifadəçi yardımı tələb edən skanerlər
Başqa metodlar da var, istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş və bir obyektin müxtəlif şəkilləri silsiləsinin xüsusiyyətlərinin və formalarının identifikasiyası əsasında, onun yaxınlığını inşa etmək mümkün olur. Bu tip texnikalar bina kimi sadə formalardan ibarət olan obyektin tez bir zamanda yaxınlaşdırılması üçün faydalıdır. Müxtəlif kommersiya proqramları iModeller, D-Sculptor və ya RealViz-ImageModeler kimi buna qadirdir.

Bu tip 3D skanerlər fotoqrammetriya prinsiplərinə əsaslanır. Onlar panorama fotoqrafiyaya bənzər bir metodologiyadan istifadə edirlər, ancaq panorama çəkmək üçün sabit nöqtədən şəkillər götürmək əvəzinə, onu təkrarlamaq məqsədilə müxtəlif nöqtələrdən bir sıra şəkillər sabit obyektdən götürülür.

Skanerin topladığı məlumatların modelləşdirilməsi
3D skanerlərin istehsal etdiyi nöqtə buludları çox vaxt olduğu kimi istifadə edilə bilmir. Əksər tətbiqlər birbaşa istifadə etmir, əksinə 3D modelləşdirmədən istifadə edirlər. Bunun üçün məsələn, 3D çoxbucaqlı modelləşdirmə kontekstində, davamlı səth yaratmaq məqsədilə bitişik nöqtələrin müəyyənləşdirilməsi və əlaqələndirilməsi nəzərdə tutulur. Bu iş üçün çox sayda alqoritm mövcuddur (məsələn, fotomodeler, imagemodel).