3D-сканер – стационарное или небольшое ручное устройство для сканирования объектов со сложной пространственной геометрией. Простые сканеры обрабатывают изображения в плоскости, а 3d сканируют физические объемные предметы, выводя информацию полигональной моделью или облаком точек. Трехмерные сканирующие устройства используются в медицине (стоматология, пластическая хирургия, изготовления протезов, моделей органов и пр.), для создания компьютерных игр, в киноиндустрии, дизайне, архитектуре, инженерии, для проектирования промышленных деталей, автомобилей, для реконструкции объектов в археологии. Сканеры анализируют и воссоздают в цифровом виде объемную модель предмета, его форму и цвет с высокой степенью детализации, работая в разных условиях (при недостаточной видимости, в темноте, при вибрации), с любыми материалами, обеспечивают нужный формат выходной информации под программное обеспечение для работы с ней на компьютере.
Нивелир вместо 3D-сканера! Что получится? И как работает?
Как работает 3Dсканер?
Принцип работы 3d сканера — способность прибора определять расстояние до объекта, преобразовывать полученные данные в цифровое изображение (трехмерную модель), передавать его на компьютер. Сканер определяет координаты точек в пространстве на поверхности обрабатываемого объекта, анализирует их, формирует детальную цифровую модель. В его работе задействованы камеры, лазеры, дальномеры, устройства для подсветки.
Технологии 3D сканирования
- Контактная (контактирует с объектом).
- Бесконтактная (без контакта с объектом). Это наиболее перспективные и новые технологии, позволяющие создавать модели объектов просто направив на них лазерный луч, свет, волны. Сканер применяется на расстоянии и способный создать копию труднодоступного объекта без физического контакта с ним.
Бесконтактные 3d сканеры
Наиболее распространены две технологии сканирования: оптическая (пассивная и с использованием излучения) и активная лазерная.
Активный принцип излучения
Сканер излучает структурированный, прерывистый свет, лазерная триангуляция. Направляют на исследуемый предмет луч лазера, сгенерированный специальным способом луч света (диоды, вспышки лампы), волны. На основе анализа их отражения и положения формируется трехмерная копия объекта.
Пассивный принцип излучения
Не излучают ничего, анализируют световое или инфракрасное (тепловое) излучение предмета. Работают наподобие человеческого глаза;
Технология фотометрического бесконтактного пассивного 3d сканирования
На рынке сканеры из этой группы представляет модель XYZprinting. Это достаточно компактные простые модели, имеющие только базовые функции трехмерного сканирования.
Плюсы: доступная цена и компактность.
Устройство
Пассивный 3d сканер устройство (на примере указанной модели): корпус, одна компактная камера, USB-шнур для связи с компьютером и передачи на него изображения сканируемого объекта. Сканер без подставки, ручной, выполненный в форме степлера.
Как делается 3D сканирование с DAVID-Laserscanner. 3D scanning
Принцип работы
Чувствительная к свету камера улавливает световое излучение от предмета, обрабатывает его и формирует объемную модель, экспортируя ее на компьютер. Пользователь может располагать двумя режимами работы: сканирование человека или предметов. Для начала работы необходимо установить программное обеспечение на компьютер, подключить прибор посредством USB-шнура к нему, выбрать режим работы, нажать кнопку на сканере и, медленно проводя им перед предметом, осуществить сканирование.
Как работает технология
Устройство работает по фотометрической технологии пассивного сканирования без какого-либо излучения и проецирования на предмет. Работа осуществляется несколько усовершенствованной простой оптической камерой, улавливающей видимый свет. Недостаток в том, что при недостаточности освещения объект нужно дополнительно осветить.
Сканирование производится так называемым методом «силуэт». Он воспроизводит контуры предмета на основе последовательности кадров, запечатленных видеокамерой, проносимой вокруг объекта на хорошо контрастирующем фоне.
Стереоскопическая система бесконтактного пассивного 3d сканирования
Модели c технологией бесконтактного пассивного сканирования
Этот тип устройств представляют модели 3D Systems Sense, 4D Dynamics Gotcha.
Устройство и принцип работы 3d сканера по системе бесконтактного пассивного сканирования
Приборы оснащены двумя камерами и инфракрасным сенсором. Сканер 3D Systems Sense выполнен в форме степлера, это компактный ручной прибор он может использоваться с треногой, в Gotcha (со штативом и ручкой), она есть в комплекте. Принцип работы – пассивный оптический. В обоих случаях питание и передача данных осуществляется посредством USB-провода. Приборы имеют стандартные режимы: сканирование человека и предмета.
Технология сканирования
Камера по этой технологии обнаруживает инфракрасное (тепловое) излучение и обычный свет, отражающийся от предмета. Системы стереоскопические, то есть используют две камеры. Прибор сопоставляет кадры, на основе небольших сравнения различий между ними определяет расстояние в каждой точке изображения и воссоздает объект в цифровом виде.
3d сканеры с лазерным активным сканированием
Эта группа устройств представлена следующими моделями сканеров: 3D Systems iSense, DAVID Starter-Kit ver.2, MakerBot Digitizer.
Устройство
Приборы имеют два лазера и камеру. Следует отметить, что лазерная безопасность гаджетов соответствует уровню І, что является полностью безопасной для глаз. Сканер iSense созданный для работы только с операционной системой iOS и с Apple iPad выше 4 поколения. Он выполнен в компактном корпусе, который устанавливается на мобильный гаджет и подключается к нему USB-проводом, заряда батареи хватает на 4 часа его работы. Он крепится наподобие веб-камеры, сканирует и сразу выводит изображение на iPad.
Модели
DAVID Starter-Kit ver.2 3D сканер устройство: веб-камеры и лазерные датчики с функцией автоматической регулировки. Прибор в комплекте имеет штатив и треногу.
Maker Bot Digitizer по своей конструкции несколько отличается от предыдущей модели. Корпус сканера выполнен как пьедестал, одна часть которого – вращающаяся площадка, вторая оснащена двумя лазерами по бокам и камерой посередине. Они сканируют объект, находящийся на площадке.
Как работает технология
Опишем, как работает 3д сканер. В основе сканирования с помощью лазеров лежит метод триангуляции. Это прибор с активным сканированием. Он использует лазерные лучи, проецируя его на объект. Лазер обрабатывает поверхность объекта, его точки фиксируются на разных его частях.
Камера фиксирует лазерные точки на нем, угол смещения лазерного луча и передает данные на компьютер с соответствующим программным обеспечением, которое формирует объект в цифровом виде.
Технология сканирования называется «триангуляцией», так как в работе задействован треугольник функциональных элементов устройства: точка лазера на предмете, его излучатель, камера. В большинстве случаев точка формируется лазерной полосой или пятном, проходящим по поверхности предмета.
Технология 3d сканирования структурированным освещением
Модели, которые в своей работе используют технологию структурированного или прерывистого света: DAVID SLS-2, RangeVision Smart, RangeVision Standard Plus, RangeVision Advanced, RangeVision Premium. Отдельной группой представлены ручные Artec Spider, Artec Eva, Artec Eva Lite.
Устройство
Главными функциональными элементами этих приборов являются камеры и источник света, который структурирует его особым способом и направляет на сканируемый объект. В модели DAVID SLS-2 источником света служит видеопроектор. Эти устанавливаются на штатив с треногой, которые идут в комплекте. Это позволяет настраивать и калибровать приборы, устанавливать их в разных положениях и надежно фиксировать, уменьшая вибрацию. Источниками света в приборах служат галогенные лампы, диоды, видеопроектор.
Artec Spider, Artec Eva, Artec Eva Lite выполнены в компактном корпусе с ручкой, напоминающем утюг. На ручке размещены кнопки управления и выходы для шнуров интерфейса и питания. Внизу также есть отверстие для стандартных фотоштативов и ножки для фиксации прибора на поверхности. 3d сканер устройство имеет следующее.
Снизу он оснащен 3D-камерой (в Artec Spider их три) с повышенной разрешающей способностью, сверху прибора – вспышка (проектор) структурированной подсветки, центральная цветная текстурная камера посередине вместе с источниками света в виде 6 или 12 диодных лампочек. Все источники света имеют белое излучение. С прибором поставляется штатный интерфейсный шнур mini-USB и кабель питания. Дополнительно можно купить аккумуляторную батарею.
Как работает технология
Такие приборы еще называются структурно-Light 3D сканерами. Технология сканирования подобна лазерной триангуляции (свет, излучатель, камера). Важным есть то, что они могут работать без маркеров – объект не нужно обклеивать множеством маркеров и ставить пометки. Суть технологии структурированного света заключается в проецировании рисунка света на объект и фиксации, анализа его деформации. Световой поток проецируется на предмет несколькими видами источников света: ЖК, видеопроектором, диодами, галогенными лампами.
Камера фиксирует смещения рисунка светового потока, который попадает в ее поле зрения и выглядит как движущиеся линии света на поверхности объекта. Она вычисляет и анализирует расстояние от каждой освещенной точки предмета и, таким образом, формирует его детальную цифровую копию. Преимущество Light 3D сканеров – скорость, высокая точность. Они сканируют не одну или несколько точек, а одновременно скопление точек или все поле зрения сразу.
Источник: robot-ik.ru
Принципы работы 3D-сканера. Виды сканеров, технологии и методы сканирования
В настоящее время мало кто не знаком с таким понятием как 3д печать. Многие компании вовсю пользуются современными 3д принтерами, воссоздавая с их помощью макеты различных форм и размеров. Существуют и такие, которые воссоздают предметы целиком — не только маленькие (например, чехлы для телефонов, сувениры, кроссовки), но и большие (дома, запчасти для двигателей и т. п.). Вот только все это было бы невозможно без 3д сканеров. Именно они позволяют точно копировать практически все что угодно — от огромных зданий и сооружений до человека, животных, маленьких предметов и многого другого.
Что такое 3D-сканирование и для чего его используют
Трехмерное сканирование представляет собой технологию, появившуюся еще в 60-х годах 20-го века. Она создавалась с целью перенесения физических параметров объекта в цифровой формат в виде объемной модели. Необходимость в этом естественно возникла, когда люди во всем мире все больше стали использовать компьютеры как в повседневной жизни, так и на производстве.
Первые образцы 3D-сканеров были довольно просты и не обладали широким функционалом. Постепенно они усложнялись и совершенствовались, позволяя добиваться все более четкого изображения объекта. Особенно это стало актуальным с появлением лазеров.
Трехмерные сканеры позволяют переносить данные об объектах в цифровой формат
3д сканирование позволило открыть новые возможности в различных областях человеческой деятельности — начиная от автомобилестроения и военной промышленности и заканчивая сферой дизайна, медицины и кино.
Как работает 3D-сканер
3д-сканер — это устройство, которое исследует какой-либо предмет, оцифровывая его с помощью датчиков, и использует полученную информацию для создания трехмерной модели. По сути, 3д сканер создает цифровую копию физического объекта любой конфигурации и степени сложности. Этим он принципиально отличается своих предшественников — обычных сканеров, способных лишь считывать информацию с документов и фото. Сам процесс сканирования может происходить по-разному — в зависимости от вида 3д устройства и применяемой технологии, а также от того, какой объект требуется обработать с его помощью — движущийся или статичный.
Технологии 3D-сканирования
Существует 2 основных вида 3д сканеров — лазерные и оптические. Их принципиальное отличие состоит в том, как и с помощью чего происходит «снятие» данных. Рассмотрим подробнее обе. Лазерное 3D-сканирование, как уже понятно из названия, происходит с использованием лазера и может осуществляться как на ближних, так и на дальних расстояниях от объекта. 
Лазерный сканер
В большинстве своем лазерные 3D-сканеры работают по принципу триангуляции, когда камера находит луч на поверхности предмета и измеряет расстояния до него, после чего создается облако точек, каждая из которых имеет свои координаты в пространстве, и строится 3д-модель. Их «плюсы» — доступная цена и простота в применении в совокупности с высокой точностью сканирования.
Из «минусов» — есть ограничения по удаленности и размерам объекта. Другая разновидность лазерных сканеров работает, измеряя время отклика луча от поверхности объекта — так называемый лазерный дальномер. Широко применяются там, где необходимо создавать 3д модели различных зданий и сооружений.
Их нецелесообразно использовать на небольших расстояниях, так как в таких случаях время отклика очень мало и точность данных снижается. В остальном же этот вид сканеров отличается высокой скоростью сканирования и способностью считывать все детали. Недостатком лазерных сканеров является невозможность их применения на движущихся объектах. Тогда на помощь приходят оптические 3D-сканеры, которые снимают одной или несколькими камерами с разных ракурсов подсвеченный специальным проектором предмет. На основе полученной картинки и строится трехмерное изображение. 
Оптический сканер
«Противопоказанием» для применения этой технологии служат отражающие и пропускающие свет поверхности — блестящие, зеркальные или прозрачные. А вот при сканировании человека они просто незаменимы.
Методы 3D-сканирования
Оцифровывать любой объект можно как контактным, так и бесконтактным способом. В первом случае необходимо активное взаимодействие с предметом, во втором, соответственно, нет. Оба этих метода имеют свои преимущества и недостатки.
Контактные 3D-сканеры
Имеют механический щуп со специальным датчиком, который проводит замеры параметров и собранную информацию передает на устройство. Для этого исследуемый предмет помещают на специальную поверхность и закрепляют (если нужно). Такой плотный физический контакт дает возможность максимально точно определить и построить затем 3д-картинку, правда, есть небольшой риск повреждения прототипа.
Бесконтактные 3D-сканеры
К этой категории относятся все устройства, способные осуществлять сканирование на расстоянии. Особенно это актуально для объектов, расположенных в труднодоступных местах.
Бесконтактный 3д сканер
Поток излучения (это может быть ультразвук, свет, рентгеновские лучи или лазер) направляется на объект и отражаясь от него, распознается 3д сканером. Они схожи по принципу действия с видеокамерой и могут требовать использования дополнительных устройств для лучшего освещения. Бесконтактные трехмерные сканеры бывают 2-х видов:
- Активные — работают при помощи направленного на объект луча лазера или структурированного света, которые, отражаясь, дают информацию о местонахождении предмета в виде координат.
- Пассивные — используют времяпролетные дальномеры, которые считывают время и расстояние, которое проходит лазерный луч до предмета, и так — по каждой точке в пространстве, что в итоге позволяет точно воссоздавать его трехмерное изображение.
Очень востребованными и распространенными являются настольные 3д сканеры, поскольку они в большинстве своем просты и безопасны в эксплуатации, не требуют каких-то специальных технических навыков и стоят довольно дешево. 3D сканер EinScan-SE — один из таких примеров. Его можно применять как дома, так и в офисе. Он имеет доступ к API многих популярных 3D принтеров, что дает возможность сразу отправлять на печать созданную трехмерную модель.
Источник: cvetmir3d.ru
3D ПРОЕКТОРЫ
Большинство производителей телевизоров в последнее время отказались от внедрения 3D-технологии в свою продукцию, в пользу больших экранов. И связано это в первую очередь с тем, что на телевизоре не получить по настоящему объемного изображения.
3D ПРОЕКТОРЫ
Большинство производителей телевизоров в последнее время отказались от внедрения 3D-технологии в свою продукцию, в пользу больших экранов. И связано это в первую очередь с тем, что на телевизоре не получить по настоящему объемного изображения.
3D — ИЛЛЮЗИЯ ПРИСУТСТВИЯ
3D-кинематограф – создание объемной трехмерной проекции. В первую очередь основной задачей 3D является создание иллюзии глубины пространства. С помощью эффекта параллакса зритель практически погружается в происходящее на экране. Вы легко можете совершить полет с птицами, прокатиться на американских горках или увидеть всю красоту мира из «Аватара». Для создания 3D проекции используются несколько технологий основанных на том, что каждому глазу показывается своя картинка, которая мозгом воспринимается как одно целое, более подробно о технологиях 3D вы можете прочитать в нашей статье «3D Проекторы. Что важно знать» .
На сегодняшний день 3D представлено 3 технологиями:
1. анаглиф – основан на использовании светофильтров. Зритель одевает специальные очки с линзами разных цветов, благодаря чему каждый глаз видит только нужную часть картинки. Анаглиф является самой дешевой технологией. Однако она обладает существенным минусом. Из-за применения светофильтров большинство оттенков отсекается, зритель в итоге видит черно-белую проекцию на экране.
2. Затворная технология — основана на показе картинки каждому глазу по очереди и затемнении второй линзы очков, чтобы глаз видел только предназначенную картинку. Смена кадров и затемнение стекол синхронизированы, благодаря чему возникает чувство видимости целого изображения. К минусам такой кинотехнологии можно отнести быструю утомляемость глаз зрителя и повышенный вес очков, увеличивающий нагрузку на переносицу, а так же тусклость видео из-за постоянного затемнения.
3. Поляризационная технология. Благодаря последним разработкам является самой популярной и распространенной. Именно на ней основаны всем известные системы IMAX, RealD Cinema
БОЛЕЕ 100 ЛЕТ В КИНОТЕАТРАХ
Первым кинофильмом демонстрировавшимся зрителям в кинотеатре принято считать фильм «Сила любви», показанный в кинотеатре «Амбассадор» г.Лос-Анджелес в далеком сентябре 1922 года. Однако в 1915 году в Нью-Йорке Эдвин Портер и Уильям Уоддел показали несколько фильмов, снятых по эксперементальному анаглифному методу.
А первая патентная заявка на «стерео кинематограф» была подана в далеком 1890 году Британским первопроходцем Уильямом Фриз-Грином. Но из-за использования громоздкой аппаратуры его метод посчитали нерентабельным, и не был применен в театрах. За более чем вековую историю 3D-технология возрождалась и затухала. Велись научные изыскания, появлялись все новые возможности.
После выхода в большой прокат легендарного фильма «Аватар» практически вся киноиндустрия загорелась идеей производства кинофильмов в «объемном формате». На сегодня нет ни одной киностудии, не имеющей в своей коллекции хотя бы пары фильмов в 3д. Для того чтобы насладиться всем разнообразием стоит подобрать подходящую модель проектора.
ДОМАШНИЙ 3D ПРОЕКТОР
Сегодня на рынке представлено великое множество домашних проекторов, но не все из них обладают возможностью показывать фильмы в 3D-формате. Выбор домашнего проектора мы подробно разобрали в другой нашей статье, здесь же кратко напомним. При выборе видеопроектора стоит обратить внимание на:
1. Разрешение экрана – брать проектор с разрешением меньше HD не стоит, картинка станет размытая и объемного эффекта вы не получите.
2. Формат изображения – большинство кинофильмов выходит широкоформатными и 3д не исключение, по этому, 16:9 наиболее предпочтителен
3. Тип матрицы – рекомендуем присмотреться к проектору с DLP матрицей, пусть они требуют затемнения помещения, однако их цветопередача на порядок выше.
4. Способ подключения – не стоит брать модели с возможностью подключения классическим видеокабелем, такое соединение скорее всего не справится с большим потоком данных, обратите внимание на наличие HDMI.
Источник: ledunix.com