Primele imprimante 3D, care sunt mai ieftine decât un calculator de jocuri, au devenit un atribut indispensabil aproape de orice hackspace sau fableab (laboratoare de creație tehnică și artă electronică). Acum s-au alăturat scanere 3D. Un student al MIPT și un angajat al Muzeului Politehnic, Daniil Velovaty însuși a asamblat un scaner tridimensional dintr-un laser, o cameră web și materiale improvizate. În cadrul proiectului special "Fiztech. Reader ", a spus el TP despre viitorul scanării realității.
Daniel Busty
Obisnuieste-te la imprimantă tridimensională a fost simplu: Desenați elementul dorit sau figura pe computer, încărcat la imprimantă - și câteva ore mai târziu, a luat modelul ei de ipsos. Da, în plastic, imprimat deja în metal și chiar în organice: ficatul viu imprimat recent. Nu e de mirare că vreau să merg mai departe. Următoarea etapă este scanarea. Destul de ciudat, dar înainte de apariția mare nevoie de 3D imprimante în transferul unui obiect real în lumea digitală nu este acolo: creatorii de jocuri și filme angajat doar artiștii care au atras tot ce era nevoie. Nevoia de scanere a apărut numai atunci când a fost important să se transmită relieful și forma obiectului cu precizie foarte mare. În același timp, durata scanării sau costul a fost adesea destul de lipsită de importanță. Deci, primii reprezentanți ai scanerelor 3D au apărut: lidari.
Lidar (de la detectarea și măsurarea luminii în engleză) - un dispozitiv scump, dar foarte precis. Vă permite să construiți modele 3D de obiecte cu precizie la milimetri, dimensiunea cărora poate fi comparată cu dimensiunea clădirii. De la decodarea abrevieției LIDAR rezultă că orice detector de domeniu măsoară distanța cu ajutorul luminii. Sub această descriere, un număr incredibil de dispozitive cade. Dar, de cele mai multe ori, lidarii numesc astfel de dispozitive:
În interiorul dispozitivului există un sistem special de oglinzi. Este instalat un telemetru cu laser de fază, care măsoară distanța cu un laser, iar două oglinzi servesc pentru a deflecta fasciculul laser în două planuri. Astfel, raza rulează printr-un anumit sector de spațiu și își construiește modelul 3D. După cum puteți ghici, viteza unui astfel de scaner depinde de viteza aparatului de căutare și de viteza de rotație a oglinzilor. Și din moment ce toate acestea reprezintă un echipament destul de complex, care necesită reglaj fin, costă destul de mult bani. Este mult mai profitabil să comandați o scanare decât să cumpărați dispozitivul în sine. Mai ales că trebuie să ne dăm seama cum să o folosim.
Tehnologii pentru pământuri
Deoarece dispozitivul din sectorul industrial au fost, să-l puneți blând, nu scump pentru un consumator obișnuit și necesitatea de a scana realitatea în creștere, au existat ieftine desktop și portabile 3D scanere. Primul, de regulă, are o masă rotativă, pe care se află obiectul studiat. La câteva minute după începerea scanării, obținem modelul finit. Desigur, calitatea scanării și dimensiunea zonei scanate sunt incomparabile cu lidarii, dar sunt mai multe ordine de mărime mai ieftine. La această clasă de dispozitive aparține scanerul dezvoltat de noi. Principala problemă cu aceste scanere este că obiectul scanat ar trebui să se potrivească pe platan, ceea ce limitează foarte mult domeniul de aplicare. Un alt dezavantaj semnificativ al acestor scanere este reprezentat de zonele de scanare incomplete și de zonele orb. Dacă, de exemplu, încercați să scanați o vază, scanerul va vedea numai partea exterioară și nu cavitatea din interior.
Cel de-al doilea tip de scaner este un scanner 3D portabil. Ei trebuie să fie purtați în jurul obiectului cu mâna, dar construiesc modelul cu camere. Algoritmul acestor scanere este mult mai complicat, acestea sunt mai scumpe, iar calitatea rezultatului este mai rea, dar vă permit să scana obiecte mari și să petreceți mai puțin timp pe el. Ele arata cam asa:
Unul dintre principalele avantaje ale acestui scanner este că nu se limitează la zona de scanare. Putem scana, de exemplu, fața unei persoane fără a fi nevoit să-i punem capul pe o masă de cotitură. Cu un anumit zel, puteți scana chiar și întreaga cameră, doar dacă precizia poziționării o va permite. Pentru a crește precizia, puteți să inserați semne speciale pe care scannerul le găsește și le utilizează ca puncte de referință. De fapt, în fotografia de mai sus și făcută. Această abordare limitează sfera de scanare, dar, din păcate, aici, fie oile sunt intacte, fie lupii sunt plini.
În laboratorul nostru, am decis să creăm un scanner 3D ieftin, care are o precizie comparabilă cu cea a tipăririi 3D. Acesta a fost primul nostru proiect serios, așa că am făcut greșeli, nu am înțeles prea mult și am învățat mai mult în acest proces. Mai intai am construit un telemetru laser simplu de la un laser pointer si o camera web. Pentru a înțelege modul în care o cameră 2D vă permite să măsurați distanța, trebuie să conectați imaginația. Imaginați-vă un fir întins în aer, de-a lungul căruia un păianjen se târăște. Dacă ne apropiem de frânghie, atunci vedem cum păianjenul se strecoară strict asupra noastră (nu este o priveliște foarte plăcută). Și dacă acum strălucește pe acest design cu o lampă din lateral, pe podea vom vedea o umbră. De vreme ce lumina vine din lateral, proiecția păianjenului se va deplasa de-a lungul proiecției firului. Prin măsurarea distanței de la umbra umbra păianjenul fir în sus, putem calcula cât de mult păianjenul tarat prin înmulțirea cu un factor, pentru că vom crea o cartografiere contracție.
Aproximativ în același mod în care funcționează scanerul nostru. Doar în loc de un fir - un fascicul laser, și în loc de un ecran cu o umbră - camera. La fel cum păianjenul se mișcă de-a lungul filamentului, un loc se mișcă de-a lungul fasciculului laser, care apare atunci când acest fascicul întâlnește un obstacol. După ce am detectat poziția locului pe fotografie, putem determina distanța față de obiectul pe care se află acest loc. Cuvintele sunt dificile. Imaginea pare mai simplă:
Cu cât peretele este mai departe, cu atât mai aproape de linia întreruptă va fi punctul pfc de pe matricea camerei
Dar un astfel de telemetru măsoară distanța până la un singur punct și durează foarte mult timp. Așa că am pus o lentilă pe laser care transformă fața laser într-o linie laser. Acum vom măsura distanța direct la sute de puncte (deoarece linia poate fi reprezentat ca un set de puncte), la stânga pentru a construi un sistem care permite această linie să se plimbe în jurul subiectului, iar pentru asta ai nevoie de o masă rotativă pe care a plasat obiectul și.
Scanerul în sine este asamblat din componente de placaj tăiate cu un laser. Pentru a roti masa, se folosește un motor pas cu pas, care este controlat de placa dezvoltată de noi. Controlează de asemenea luminozitatea laserului și iluminarea din spate.
Procesarea imaginii de pe camera are loc pe computer, pentru aceasta a fost scris programul în Java. După terminarea scanării, programul emite un așa numit nor de puncte, care, cu ajutorul unui alt program, sunt conectate la un model cu drepturi depline. Acest model poate fi imprimat deja pe o imprimantă 3D, adică obțineți o copie a obiectului real.
Nu ratați următoarea conferință:
Trimiteți-le prietenilor: