3D-сканирование — это технология, которая позволяет зафиксировать форму физического объекта с помощью различных типов излучения. В результате оцифровки получается набор точек, описывающих поверхность объекта, которые можно использовать для создания 3D-моделей.
Технология объемного сканирования позволяет создавать цифровые копии любых объектов и используется в различных отраслях промышленности, включая производство, архитектуру и медицину. Это важный инструмент для создания цифровых прототипов, контроля качества, реверс-инжиниринга и быстрого прототипирования.
Объемное сканирование — это сложный процесс, который позволяет получить точную цифровую модель реального объекта или окружающей среды. Для этого используется специальное оборудование, которое сканирует форму и внешний вид объекта, а затем преобразует полученные данные в трёхмерную модель.
Для достижения высокой точности сканирования специалисты нашей лаборатории используют профессиональное оборудование и качественный программный софт для работы с полученными изображениями. При необходимости мы также можем выполнить дополнительную обработку изображения. В итоге мы предоставляем результат в удобном формате для последующей 3D-печати или дальнейшей работы в специализированных программах, включая CAD.
Технология 3D-сканирования открыла новые возможности и повысила эффективность во многих отраслях промышленности. Вот несколько примеров:
- В производстве и машиностроении 3D-сканирование используется для контроля качества, создания прототипов и обратного проектирования. Оно позволяет производителям быстро выявлять и устранять дефекты, копировать детали и ускорять процесс проектирования.
- В здравоохранении 3D-сканирование используется для широкого спектра задач — от создания индивидуальных протезов до планирования сложных операций. Оно позволяет медицинским работникам создавать индивидуальные методы лечения и вспомогательные средства, что улучшает результаты лечения пациентов.
- В индустрии развлечений и СМИ 3D-сканирование используется для создания реалистичных цифровых моделей для видеоигр и фильмов. Эта технология произвела революцию в создании персонажей и окружающей среды, обеспечивая более захватывающий и реалистичный опыт.
- В археологии и сохранении наследия 3D-сканирование используется для сохранения и изучения артефактов и исторических мест. Оно позволяет исследователям анализировать и делиться этими ценными ресурсами, не нанося им никакого ущерба.
Оцифровка двора ЛЭТИ, проведенная сотрудниками нашей лаборатории
- Архитекторы и строители используют 3D-сканеры для создания точных цифровых моделей существующих зданий и сооружений. Это позволяет им более эффективно работать на этапах проектирования, реконструкции и мониторинга технического состояния конструкций.
- Учёные используют 3D-сканеры для того, чтобы зафиксировать и изучить ценные археологические находки, исторические артефакты, палеонтологические останки, а также уникальные природные объекты и явления. Благодаря сканированию можно получить точную копию объекта, которую можно будет использовать для дальнейших исследований.
Процесс получения 3D-модели методом сканирования состоит из нескольких основных этапов:
- Подготовка объекта.
На этом этапе объект располагается в удобном для сканирования положении. Для лучшего отражения света на объект могут быть установлены маркеры или нанесено матовое покрытие. Например, если требуется оцифровать гипсовую скульптуру, то её устанавливают на вращающийся постамент, чтобы можно было легко поворачивать в процессе сканирования. - Сканирование.
Это процесс получения данных о форме объекта с помощью лазера, структурированного света или другого метода, в зависимости от типа сканера. Чтобы полностью захватить круглый объект, например, статую, сканирование производят под разными углами, а затем данные соединяют воедино в процессе постобработки. - Обработка данных.
На этом этапе данные со сканеров очищаются от шумов и артефактов. Результаты сканирования с разных ракурсов сшиваются воедино, получая полную 3D-модель объекта. Затем строится полигональная «сетка» для передачи всех деталей поверхности.
Одним из важных этапов оцифровки является моделирование. В процессе 3D-моделирования можно изменять параметры модели, добавлять или удалять элементы, а также создавать новые модели на основе существующих. Это позволяет получить более точные и детальные модели, которые можно использовать в различных приложениях, в том числе в целях сохранения культурного наследия.
Процесс оцифровки и финальная модель скульптуры. Исследовательская работа в академии им. Штиглица
Таким образом, 3D-сканер превращает реальный объект в полноценную цифровую объемную модель, которую можно использовать в самых разных областях.
Преимущества 3D-сканеров
По сравнению с традиционными методами ручного измерения и создания чертежей, трехмерное лазерное сканирование имеет целый ряд важных преимуществ.
Современные 3D-сканеры могут захватывать до миллионов точек на поверхности объекта с очень высоким разрешением, фиксируя даже мельчайшие детали и нюансы формы. В результате получается исчерпывающе точная цифровая 3D-модель.
В отличие от фотографий и видео, трёхмерная модель позволяет рассмотреть объект со всех сторон, включая те элементы, которые не видны в реальности. Например, при сканировании сложной скульптуры можно внимательно изучить все её детали.
Создание цифровой копии скульптуры с могилы В. В. Бианки
Результатом 3D-сканирования являются стандартные цифровые 3D-модели, которые без проблем импортируются в различные 3D программы. Это значительно расширяет возможности их последующего применения. Например, архитектор может импортировать модель существующего здания и начать проектирование на её основе.
Процесс сканирования занимает от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от размера и сложности объекта. При этом данные получаются крайне точными, с погрешностью порядка сотых или даже тысячных долей миллиметра.
Благодаря перечисленным качествам 3D-сканирование активно применяется в самых разнообразных областях деятельности человека — от промышленного дизайна до медицины и научных исследований.
Пример работы по реверс-инжинирингу, проведенной в нашей лаборатории
Таким образом, 3D-сканирование — это не просто инновационный метод получения данных об объектах реального мира, но универсальный инструмент с широким спектром востребованных применений.
Заключение
За последние годы технология трёхмерного сканирования достигла значительного прогресса. Современные компактные и доступные по цене 3D-сканеры позволяют с высокой точностью оцифровывать объекты любого размера и уровня сложности.
Устройства используют различные методы сканирования, такие как лазерные лучи, структурированный свет и технология времяпролётной камеры. Каждый тип оборудования подходит для решения конкретных задач, например, переносные сканеры идеально подходят для работы в полевых условиях.
Оцифрованные данные сохраняются в виде облака точек или полигональной модели и могут быть импортированы практически в любое специализированное программное обеспечение для визуализации, измерений и анализа модели.
Основное преимущество трёхмерного сканирования заключается в возможности точно и быстро оцифровывать реальные объекты, что открывает большие перспективы для различных областей человеческой деятельности.
Всё это говорит о большом потенциале этой технологии. Вполне возможно, что в ближайшем будущем процесс трёхмерного сканирования станет таким же распространённым, как сегодня делать фотографии на смартфон.
Наша лаборатория обладает необходимым опытом и навыками для решения самых разных задач. Мы производим оцифровку объектов любого размера и предоставляем конечную 3D модель в любом необходимом формате. Моделирование, реверс-инжиниринг, а так же контроль качества. По запросу готовы предоставить чертежи и необходимую документацию.
