Как работает лазерный 3d сканер?

3d сканеры – это небольшие устройства, которые помогают отсканировать абсолютно любые предметы, которые имеют сложную пространственную геометрию. При этом такие устройства могут быть как ручными или мобильными, так и стационарными. Выбор конкретного вида сканера будет зависеть и от характера модели, удобства работы, и от уровня производственной необходимости. Такой сканер отличается от стандартного и привычного нам тем, что он не просто считывает информацию от плоской поверхности или изображения в одной плоскости, а передает полигональную модель со всеми имеющимися объемами при помощи облака точек. Сегодня 3d сканеры используются повсеместно, первые попытки создать такой сканер были еще в 60-х годах прошлого столетия, а в начале 21 века их внедряют во все возможные отрасли.

Часто такие приспособления помогают и в создании компьютерных игр, архитектуре, для создания макетов. Дизайнеры овладевают работой на 3д принтерах, чтобы ускорить работу и сразу предоставлять заказчику интерьер визуально, используют в промышленности, при производстве автомобилей. Даже для реконструкции и реставрации объектов применяют такие сканеры. Археологи также часто пользуются ими. Первопроходцем в применении 3д печати стала медицинская отрасль, здесь спектр применения таких сканеров не ограничен. Стоматологи производят при помощи специальных программ зубные протезы, тогда нет необходимости часто ходить на примерки и подтачивать коронки или импланты, в хирургии таки сканеры помогают создать необходимые по размерам и объемам протезы, также в пластической хирургии удобнее работать стало с появлением 3д сканера.

Принцип работы сканера для объемного построения модели

Устройство анализирует при помощи лазера конкретный предмет, после чего по точкам воссоздает его в виде модели цифрового формата на компьютере. При этом учитываются многие факторы предмета – его объемы, цвет и детализированная форма. Сканеры могут работать совершенно в разных условиях, даже при наличии вибраций или в темном помещении. При этом компьютерная модель все так же остается высокого качества, что позволяет дальше работать с уже оцифрованным объектом в программе, но это уже будет зависеть от конкретного сканера и его характеристик. Современные сканеры уже способны рассчитывать расстояние до интересующего объекта, после чего прибор самостоятельно преобразует получаемые данные в цифровой формат. На устройстве автоматически определяются точки координат в трехмерном пространстве, после чего программа и переводит его в цифровой режим для последующей обработки через компьютер. Каждый сканер содержит следующие вспомогательные элементы:

  • несколько устройств для налаживания подсветки при необходимости работать в условиях отсутствия освещения;
  • дальномеры для определения удаленности от интересующего объекта;
  • лазеры для считывания и передачи информации в оцифрованном виде;
  • камеры для того, чтобы устройство могло безошибочно определять интересующий предмет.

Сегодня производители сканеров для 3д печати предлагают две технологии по сканированию объектов:

  • Бесконтактная технология. Исходя из названия, уже не предполагает непосредственного контакта с объектом распознавания. Это более новая технология, которая появилась не так давно. Необходимо использовать сканер и направить его на интересующий объект, то есть нет соприкосновения с деталью, достаточно просто отсканировать ее с определенного расстояния, а с какого расстояния это было сделано – в последующем определит сам сканер, и информация об этом будет вынесена в цифровую модель. При этом могут сканироваться даже самые труднодоступные объекты, что достаточно сильно расширяет возможности применения данного девайса.
  • Контактная технология считается более старой, но при этом она также часто применяется при массовых производствах, потому как в большинстве случаев именно на производстве нет необходимости использовать бесконтактные или мобильные устройства, можно заменить их стационарными и практичными. Такие сканеры ни хуже, ни лучше, здесь вопрос уже стоит в удобстве и области применения и производства.

Каждая из технологий наделена как плюсами, так и минусами, то есть необходимо понимать область, в которой будет применяться 3д сканирование, и уже исходя из этого подбирать для себя необходимый вариант.

Сканирование на бесконтактной основе

Лазерная технология сканирования имеет два типа – лазерная активная и пассивная, или оптического плана, где применяется излучение. Излучения активного принципа используют лазерную триангуляцию, при которой устройство применяет прерывистый и структурированный свет. Объект съемки сканируется лазером, лазер применяется для обработки изображения и объемов встроенные лампы, диоды и вспышки, после чего передает информацию для дальнейшей обработки о конкретном предмете.

При пассивном принципе считывания информации устройство получает данные относительно исследуемого предмета только при помощи инфракрасного излучения, то есть применяется световой и тепловой диапазон для формирования детализированной объемной модели объекта. Работа в такой технологии напоминает работу человеческих глаз, определяя данные относительно пространства в более автоматизированном режиме. Все данные, вне зависимости от используемых технологий, предаются в информацию об объекте, и их всегда можно пересмотреть и отредактировать при помощи специальных программ.

Такие технологии сегодня позволили многим отраслям продвинуться вперед, снизить расходы и время на создание необходимых образов и моделей вручную, что удобно и исполнителям, и заказчикам для нормального налаживания коммуникаций. За технологиями сканирования стоят огромные возможности на сегодняшний день. Сегодня уже трудно представить мир без такого действительно удобного и умного помощника, как 3д сканер.