Pengimbas laser 3D profesional tidak akan berpatutan bukan sahaja untuk anda, tetapi juga untuk studio Hollywood yang besar. Sudah tentu, terdapat penyelesaian yang lebih murah, tetapi kosnya dinyatakan dalam empat hingga lima angka (dalam dolar Amerika dan euro Eropah). Tetapi dengan sedikit kepintaran, anda boleh mengubah wajah seseorang menjadi dimensi ketiga hanya dengan projektor atas kepala yang ringkas, kamera digital dan perisian asas 3D...

Keseluruhan kesukaran tugas itu terletak, secara semula jadi, dalam dimensi tambahan. Jika anda memerlukan gambar dua dimensi mudah objek, anda hanya perlu mengambil gambar kamera digital, ambil gambar objek dan masukkan imejnya ke dalam komputer. Ini adalah perkara yang berbeza jika anda memerlukan model mesh tiga dimensi - anda perlu bekerja keras...

Bagi artis 3D, objek yang agak mudah pada pandangan pertama boleh menyebabkan banyak masalah apabila ia berkaitan dengan kelantangan, warna dan tekstur permukaan. Oleh itu, sebelum memulakan pemodelan 3D, adalah perlu untuk memperoleh kemahiran tertentu dalam bidang ini, dan ia akan mengambil masa yang lama sebelum pemula boleh memulakan kerja kreatif tertentu.

Tetapi walaupun anda biasa dengan pemodelan 3D secara langsung, bekerja dengan objek antropomorfik, dan lebih-lebih lagi dengan wajah manusia, nampaknya agak rumit dan sangat memakan masa. Artis 3D kadangkala menghabiskan banyak masa membuat model orang 3D sehingga mereka tidak mempunyai masa lagi untuk kerja penting lain. Tetapi animasi objek sedemikian tidak kurang kompleks dan memakan masa, dan sebarang kelemahan dalam pemodelan di kawasan ini mula kelihatan dengan jelas dan boleh menafikan kerja secara keseluruhan.

Pada masa ini, terdapat pelbagai teknologi untuk pengimbasan 3D, dan sesetengah syarikat juga menyediakan perkhidmatan khas untuk menyediakan model 3D, tetapi penyelesaian dan perkhidmatan sedemikian tidak tersedia untuk semua orang, dan harga kebanyakannya adalah benar-benar astronomi. Walau bagaimanapun, dengan beralih kepada syarikat tersebut atau menggunakan objek 3D siap pakai, anda mungkin menghadapi kesukaran yang tidak dapat diatasi dalam proses animasi dan rendering.

Kaedah yang digunakan untuk membina model 3D mungkin berbeza dari projek ke projek. Memodelkan traktor atau mencipta dinosaur, tentu saja, bukan perkara yang sama. Jika kita bercakap tentang animasi kompleks seterusnya, maka, sudah pasti, lebih baik untuk membuat model "secara manual", dalam beberapa pakej 3D. Tugas utama dalam kes ini adalah untuk membina rangka kerja yang betul dan mencipta permukaan yang kemas dan tidak terlalu kompleks dalam struktur. Dalam proses kerja, arca, bahan fotografi, lukisan kasar dan lukisan digunakan secara meluas. Nampaknya, mengapa tidak mengautomasikan proses pemodelan? Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah pendigitalan automatik objek (pengimbasan 3D) tidak digunakan secara meluas. Apakah sebabnya?

Teknologi pengimbasan 3D profesional

Mari kita lihat teknologi pengimbasan 3D yang paling popular "untuk golongan miskin" - yang dipanggil chipping. Immersion Corporation pakar dalam pendigitalan 3D menggunakan teknologi ini. Peranti MicroScribe 3Dnya adalah berpatutan ($1,000 hingga $3,000, bergantung pada saiz objek yang sedang diproses) dan mudah digunakan, tetapi ia tidak boleh mendigitalkan tekstur objek (yang merupakan salah satu perkara yang paling sukar untuk dilukis). peringkat pemodelan), oleh itu mereka tidak secara radikal mengoptimumkan proses membuat model untuk meninggalkan kerja manual, dan digunakan, sebagai peraturan, hanya jika pereka 3D tidak cukup berkelayakan.

Pada dasarnya, sistem sedemikian adalah probe kenalan yang, menggunakan beberapa potensiometer yang dipasang pada angker lipat dengan sambungan berengsel, merekodkan maklumat tentang tempat kepala terletak, dan menghantar maklumat ini sebagai koordinat dalam ruang tiga dimensi apabila butang yang sepadan ditekan. Ia cukup untuk mengambil bilangan ukuran yang diperlukan - dan anda mempunyai jaringan siap pakai untuk memodelkan permukaan model masa depan.

Tetapi salah satu kelebihan utama sistem sedemikian ialah tahap kawalan yang tinggi terhadap proses pendigitalan oleh pengendali. Selain itu, peranti ini sendiri boleh menjadi agak rumit: contohnya, ia menggunakan sistem pengimbang dan pampasan automatik untuk perubahan suhu dan pengembangan dan pengecutan logam yang sepadan. Semasa memodelkan, garisan kawalan dilukis pada objek asal dengan pensel atau penanda; pengendali kemudian memutuskan tempat untuk menambah perincian pada jejaring dan tempat untuk menyerahkan perincian kepada pereka bentuk 3D - semuanya bergantung pada tujuan model. Tujuan kerja awal tersebut adalah untuk memastikan bahawa jaringan akhir akan cukup tepat dan seefisien mungkin. Apabila melukis pada model adalah mustahil, anda perlu mengukir model sebaliknya.

Lebih-lebih lagi, selepas sebarang pendigitalan, pemprosesan yang agak intensif buruh dalam pakej 3D masih pasti diperlukan, tetapi dengan perancangan yang betul bagi mesh yang dicipta, kerja sedemikian boleh dioptimumkan dengan ketara walaupun pada peringkat pemotongan. Malangnya, lebih kompleks, sistem optik pendigitalan objek 3D (oleh itu, selepas kerja mereka, objek, sebagai peraturan, perlu diubah suai secara manual). Walau bagaimanapun, sistem optik mempunyai kelebihan lain - mereka secara automatik "menangkap" tekstur tiga dimensi objek, yang kemudiannya boleh digunakan dengan pengubahsuaian yang minimum. Dalam pengertian ini, teknologi laser atau optik untuk mengimbas objek 3D adalah lebih maju. Daripada tiga arah utama di mana teknologi ini berkembang (pengimbasan mengikut mata, mengikut zon dan dengan jalur), teknologi pengimbasan mengikut jalur (biasanya dengan tanda cahaya) menunjukkan hasil terbaik.

Intipati teknologi ini ialah jalur cahaya atau grid ditayangkan ke permukaan model dan kedudukannya dirakam oleh kamera video luaran. Secara beransur-ansur, apabila model diimbas dari satu tepi ke tepi yang lain, imej tepat permukaannya dibina dan tekstur tiga dimensi direkodkan.

Kejayaan terbesar dalam penghasilan pengimbas 3D menggunakan teknologi optik telah dicapai oleh Cyberware. Pengimbas pertamanya dengan nama pragmatik Pengimbas Kepala (mengimbas hanya objek kecil seperti kepala manusia) telah diikuti pada awal 90-an oleh Pengimbas Seluruh Badan dan lain-lain. Teknologi ini ternyata agak popular, dan dalam masa beberapa tahun keseluruhannya. keluarga pengeluar peranti yang serupa. Selain itu, peranti ini berfungsi dengan cepat dan tepat (contohnya, mengimbas kepala hanya mengambil masa beberapa saat, dan pada masa ini objek 3D dengan setengah juta bucu dijana), tetapi ia masih kekal agak mahal (harganya mencecah setengah juta dolar) dan mempunyai beberapa kelemahan serius yang membawa kepada fakta bahawa model yang diperoleh dengan bantuan mereka sama sekali tidak sesuai untuk animasi.

Kelemahan yang serius termasuk yang berikut:

• model yang dihasilkan sangat kompleks dan berat;
• masalah timbul dengan permukaan reflektif (yang tidak menghairankan memandangkan tanda cahaya digunakan);
• lebih kompleks pelepasan permukaan, lebih besar kemungkinan satah bertindih dan titik rapat, yang kemudiannya enggan digunakan oleh pakej 3D;
• Memandangkan proses itu automatik sepenuhnya, pereka bentuk 3D tidak boleh mempengaruhinya dan hanya mula berfungsi apabila pengimbasan selesai.

Hasilnya ialah objek besar yang memerlukan banyak kerja untuk memperhalusinya sehingga lebih mudah untuk memodelkan objek itu semula.

Kini pengimbas yang lebih murah berdasarkan fotografi digital juga muncul di pasaran ($10-20 ribu), tetapi penggunaannya juga diperlahankan atas sebab-sebab yang dinyatakan di atas.

Jadi dalam apa jua keadaan, kerja anda tidak akan dilakukan secara automatik. Kami menawarkan kepada anda prosedur "separa automatik" yang agak intensif buruh dan murah, berikutan itu, dengan kemahiran tertentu, anda akan dapat mencipta model tiga dimensi berkualiti tinggi dari sebarang kerumitan.

Jadi, mari kita lihat bagaimana untuk mendapatkan model wajah manusia menggunakan peralatan optik yang murah...

Persediaan pengimbasan 3D

Katakan anda mempunyai objek yang agak kompleks dari mana anda ingin mendapatkan imej tiga dimensi dalam komputer. Anda juga memerlukan projektor slaid atau overhed (namun, anda boleh menggunakan projektor slaid murah, popular pada zaman nenek kita, jika, sudah tentu, anda boleh mencarinya di suatu tempat). Di samping itu, anda memerlukan kamera (sebaik-baiknya digital, untuk memindahkan imej yang terhasil ke komputer dengan cepat). Untuk projektor slaid atau slaid, anda perlu membuat "topeng" khas yang akan menayangkan jeriji menegak pada objek yang difoto. Anda boleh, sebagai contoh, mengambil filem terdedah dan menconteng garis selari nipis di sepanjangnya dengan jarum di sepanjang keseluruhan bingkai. Untuk projektor atas, anda boleh membuat filem dengan garis menegak yang digunakan padanya dalam dakwat hitam (jika projektor memaparkan kepingan legap, maka anda boleh melukis garisan sedemikian pada kertas biasa). Kami meletakkan objek untuk diimbas terus di hadapan projektor, dan melekapkan kamera pada tripod supaya ia menangkap objek pada sudut 45°.

Selepas ini, kami mengambil dua tangkapan: yang pertama dengan grid menegak ditayangkan ke muka model, dan yang kedua - hanya gambar untuk mendapatkan tekstur yang sesuai. Garisan yang diunjurkan hendaklah terletak sedekat mungkin antara satu sama lain (dari 0.5 hingga 1 cm) dan harus kelihatan dengan jelas dalam gambar supaya anda boleh menggunakannya dengan yakin pada masa hadapan semasa membuat model.

Jadi, kami merakam: sekali dengan projektor, dan kali kedua tanpanya (anda boleh menutupnya dengan sehelai kertas dan mengawal kamera dari jauh). Jika anda mempunyai kamera digital, maka lebih baik untuk segera menyemak kualiti imej yang terhasil dan, mungkin, ulangi siri, menggerakkan atau mengalihkan projektor lebih dekat untuk mendapatkan garis yang boleh dibaca dengan yakin pada muka dalam foto. Sememangnya, kamera filem adalah kurang mudah - anda perlu mencetak foto dan menggunakan pengimbas untuk memasukkan imej ke dalam komputer.

Menyediakan bingkai muka

Setelah kami mempunyai foto yang cukup jelas, kami perlu beralih ke beberapa jenis pakej pemodelan 3D. Adalah lebih baik jika terdapat alat yang cukup dibangunkan untuk spline atau yang dipanggil pemodelan NURBS. NURBS ialah singkatan kepada Non-Uniform Rational B-Spline. Pilihan program moden agak besar: daripada Alias|Wavefront Maya profesional dan 3DS MAX kepada Master Animasi Hash murah atau Caligari True Space. Pilihan ideal untuk menggunakan teknologi pemodelan NURBS ialah Rhino 3D (atau Rhinoceros).

Rhinoceros ialah sistem reka bentuk dan pemodelan konseptual 3D profesional untuk persekitaran operasi Windows 95/NT. Asas pemodelan dalam pakej ini adalah teknologi pemodelan NURBS. Rhino 3D membolehkan anda mencipta, mengedit, menganalisis lengkung, permukaan, pepejal dan bekerja dengan objek NURBS. Sistem ini berfungsi dengan berkesan dengan objek dari sebarang kerumitan dan saiz. Ini boleh sama ada pemodelan teknikal - daripada injap kepada pelapik, atau pemodelan objek biologi - daripada tetikus kepada seseorang. Kefungsian sistem meletakkannya pada tahap yang sama dengan sistem tingkat atas, manakala Rhino 3D membandingkan harga dengan pakej pemodelan 3D profesional yang lain. Kedua-dua pengguna baru dan profesional berpengalaman di seluruh dunia lebih suka Rhino 3D, yang mudah dipelajari dan cekap untuk digunakan.

Salah satu teknik terbaik untuk memodelkan kepala dengan splines ialah menggunakan lengkung menegak yang berasal dari bahagian dalam mulut. Mereka memanjang dari mulut ke luar, mengikuti ciri-ciri muka, dan berakhir di pangkal leher.

Pendekatan ini amat berkesan apabila anda perlu menyampaikan ciri muka dengan ketepatan maksimum dan menggunakan ekspresi muka semasa animasi. Oleh kerana arah lengkung biasanya bertepatan dengan arah otot, pembinaan ini sangat memudahkan animasi ekspresi muka. Ini terpakai terutamanya untuk kawasan sekitar mulut, yang merupakan kawasan yang paling mudah alih. Sebagai tambahan kepada jalur "automatik" kami di muka, kami perlu membina banyak lengkung tambahan. Tetapi sebelum membinanya, disyorkan untuk mengkaji pelbagai otot muka dan tujuannya. Dengan membaca tentang otot ini, anda boleh menggunakan cermin untuk melihat cara mereka bertindak dalam ekspresi muka yang berbeza, dan dengan itu temui kawasan yang anda perlukan perincian maksimum.

Mari buka imej berjalur kami, letakkannya sebagai latar belakang dalam tetingkap yang sesuai bagi pakej 3D (lebih baik jika anda menyediakan tetingkap ini sendiri dengan memutar unjuran hadapan sebanyak 45° dan menghidupkan perspektif) dan mula memodelkan separuh muka. Untuk mencipta lengkung pembentukan asas, kami akan menggunakan jalur yang diunjurkan, menjejakinya secekap mungkin (mencipta bilangan titik kawalan paling sedikit). Untuk prosedur sedemikian, pandangan sisi sentiasa digunakan. Setelah selesai mengesan jalur dengan lengkung, anda boleh mengeluarkan titik yang tidak perlu dan, sebaliknya, menambah titik di kawasan mulut, hidung atau mata. Tetapi, secara amnya, lengkung yang kami bina tidak boleh mengandungi lebih daripada dua hingga tiga dozen mata dan kebanyakannya harus tertumpu di kawasan bibir, hidung dan mulut. Walau bagaimanapun, ia tidak begitu mudah untuk memasukkan mata tambahan kemudian apabila ia datang kepada butiran yang lebih halus. Dan ingat bahawa kebanyakan pakej pemodelan 3D yang menyokong apa yang dipanggil alat loteng atau menguliti (iaitu, yang digunakan untuk menarik permukaan ke lengkung bentuk) lebih suka bahawa semua lengkung mempunyai bilangan mata yang sama. Walau bagaimanapun, sesetengah pakej membenarkan anda menyusun semula lengkung supaya ia mempunyai bilangan mata yang sama. Ini bermakna anda tidak perlu risau tentangnya sendiri. Jumlah bilangan lengkung untuk separuh muka juga tidak boleh terlalu besar (sebagai peraturan, ia terhad kepada nombor ajaib 13). Ingat bahawa jika anda boleh mengekalkan bilangan mata dan lengkung pada tahap minimum, ia akan menjadikan animasi muka lebih mudah di kemudian hari. Selain itu, permukaan dengan titik dan lengkung yang lebih sedikit adalah lebih licin.

Ia biasanya berguna untuk mencipta loteng secara langsung semasa anda melukis lengkung (iaitu, memanjangkan permukaan secara beransur-ansur dari satu lengkung ke seterusnya). Kemudian anda akan segera mendapat gambaran umum tentang keputusan akhir dan anda akan mempunyai harapan untuk mengelakkan kejutan yang tidak menyenangkan kemudian. Oleh itu, adalah lebih baik untuk mula mengesan lengkung secara berurutan, dari hidung ke telinga. Jika anda tidak bertujuan untuk membuat topeng sahaja, maka anda harus terus melukis lengkung dari bahagian hadapan objek (menggunakan jalur yang difoto) melalui bahagian belakang kepala ke pangkal leher (anda boleh bulatkan bahagian belakang bahagian kepala). Kemudian anda akan mempunyai bukan sahaja wajah anda dimodelkan, tetapi seluruh kepala anda.

Jika pakej anda mempunyai pilihan sejarah, seperti Maya atau Rhinoceros, anda boleh mengalihkan titik lengkung seterusnya pada rangka wayar sehingga anda berpuas hati dengan penampilan permukaan.

Selepas loteng, rusuk bingkai harus kelihatan. Mereka harus licin dan tidak mempunyai patah tajam. Ini akan membantu anda melihat kawasan yang mungkin menjadi bermasalah di kemudian hari. Ini biasanya berlaku di mana lengkung berpusing tajam.

Proses mencipta lengkung dan membetulkan permukaan adalah paling membosankan apabila memodelkan kepala, tetapi Masa tambahan, dibelanjakan pada peringkat ini akan menyelamatkan anda daripada usaha yang berlebihan selepas kupasan terakhir. Gunakan Zum lebih kerap untuk menyemak kawasan paling kritikal.

Lengkung NURBS

Jika anda tidak mempunyai pengalaman yang mencukupi dalam pemodelan 3D dan tidak dapat berfungsi serta-merta dalam ruang tiga dimensi, kami mengesyorkan menggunakan beberapa teknik tambahan. Mula-mula, hanya mengesan jalur pada foto dengan lengkung NURBS (akibatnya, bekerja pada foto rata, anda akan mendapat lengkung spline pada pesawat). Kemudian salin milik anda tingkap berfungsi(iaitu, pandangan tetingkap anda harus sepadan dengan yang bersebelahan), putar pandangan tetingkap kedua sebanyak 450 ke arah yang bertentangan (iaitu, tetingkap baharu ialah unjuran hadapan objek masa hadapan) dan matikan perspektif di sana. Dari perspektif ini, mengikut logik proses unjuran, lengkung anda harus bertukar menjadi garis menegak. Oleh itu, anda mesti mencapai susunan sedemikian daripada mereka tanpa mengubah korespondensi lengkung ke garisan dalam tetingkap asal.

Mengedit lengkung dalam tetingkap baharu boleh dilakukan dengan fungsi mudah seperti Snap to Grid (atau serupa dalam pakej anda). Selain itu, cara ini adalah mungkin untuk menjajarkan lengkung pada jarak tertentu antara satu sama lain (kerana ia sepatutnya diunjurkan secara sama rata). Dengan pengeditan jenis ini, anda boleh mencapai rupa 3D walaupun tanpa banyak pengalaman spatial.

Gunakan kaedah ini, walaupun anda tidak boleh mengelakkan sedikit herotan, terutamanya di kawasan hidung, bibir dan dagu. Anda mungkin masih perlu mengedit beberapa lengkung, mengurangkan atau meningkatkan ketumpatan titik kawalan dan membuat pelarasan dalam ruang 3D.

Penduaan dan lengkung terbalik

Sekarang anda berpuas hati dengan peletakan lengkung dan titik padanya, pilih semua kecuali lengkung tengah dan gandakannya. Semasa lengkung yang disalin kekal dipilih, flipkannya supaya ia pergi ke bahagian lain muka. Bermula dari lengkung tengah, pilihnya sekali lagi, mengelilingi lawan jam atau mengikut arah jam. Selepas itu, buat loteng terakhir dan tutup objek (contohnya, dengan fungsi tutup atau serupa). Dalam Rhino, anda boleh menggunakan fungsi Surface from Curve Network untuk menjana permukaan daripada lengkung. Apabila dialog Tolerance and Edge Matching muncul, klik OK. Dalam Rhino, dengan cara ini, anda hanya boleh menggabungkan dua set lengkung (untuk bahagian kanan dan kiri muka).

Jadi, model tiga dimensi muka (atau kepala secara keseluruhan) sudah sedia dan kini anda boleh mula mengeditnya dengan halus, membuat mata, mulut, lidah, telinga dan bahagian lain badan manusia. Kemudian, anda boleh kembali ke lengkung NURBS untuk menapis permukaan secara manual. Lengkung isoparametrik berlebihan (isoparms) boleh dialih keluar secara manual menggunakan fungsi Buang Simpul dalam Badak atau yang serupa. Jika anda bekerja dengan Maya, anda boleh menggunakan Artisan untuk melicinkan rangka wayar. Pada ketika ini, anda boleh menangani sebarang titik masalah dengan memanipulasi lengkung asal atau bekerja secara langsung dengan permukaan dan bukannya titik kawalan. Memandangkan anda kini bekerja pada kedua-dua belah muka, anda perlu memilih mata yang sesuai pada kedua-dua belah. Selalunya, alat bergerak akan mencukupi untuk anda, tetapi kadangkala, apabila dua mata perlu dirapatkan atau dipisahkan lebih jauh, alat skala mungkin diperlukan.

Tekstur wajah

Peringkat akhir melibatkan teduhan model menggunakan gambar kedua, biasa (tanpa jalur menegak), menggunakannya sebagai peta tekstur dan memetakannya ke kedua-dua bahagian muka untuk mencipta satu keseluruhan. Ini ialah peta tekstur masa depan anda. Rhino (serta pakej lain yang agak profesional) boleh menggunakan tekstur rata pada model (melalui koordinat UV), tetapi 3DS MAX atau Maya melakukannya dengan lebih baik. Menggunakan alat khas (pengubah suai UV peta rata), anda boleh memilih dengan tepat tempat foto harus diletakkan pada model. Walau bagaimanapun, anda masih perlu memilih, menskala dan melekapkan peta UV secara manual pada model 3D anda. Sama seperti semasa membina model, anda perlu mencerminkan tekstur yang diperoleh daripada foto ke separuh lagi muka. Walau bagaimanapun, tekstur muka akan simetri, dan memandangkan wajah manusia tidak pernah mempunyai simetri yang tepat, anda perlu mengedit separuh kedua muka dalam beberapa editor grafik untuk memberikannya keunikan, kemeriahan dan keaslian.

Alternatif

Kaedah yang telah kita bincangkan hanya boleh menghasilkan hasil yang baik jika anda mempunyai pengalaman yang mencukupi dalam pemodelan 3D. Walau bagaimanapun, dalam apa jua keadaan, ia akan menjimatkan masa dan wang anda yang boleh anda belanjakan secara sia-sia untuk beberapa peranti pengimbasan 3D yang mahal.

Walau bagaimanapun, mari kita bincangkan alternatif yang mungkin. Model 3D yang agak kompleks berharga dari $500 hingga $1,000 di Barat, dan mesin pengimbas 3D yang agak berkesan lebih mahal. Malah sistem miniatur seperti Roland LPX-250 atau pengimbas foto Minolta VI-700 yang sangat primitif (yang boleh dikatakan tidak berbeza daripada sistem kami) menelan belanja beberapa ribu dolar dan sama sekali tidak menjamin hasil yang baik. Dan harga peranti profesional bermula dari ratusan ribu dolar!

Jadi satu-satunya alternatif kepada kaedah kami ialah simulasi manual, tanpa menggunakan sebarang perkakasan. Walau bagaimanapun, dalam kes ini anda masih memerlukan gambar biasa, jadi mengapa tidak menggunakan projektor slaid nenek anda juga?

ComputerPress 11"2002

Untuk mencetak objek tiga dimensi pada pencetak 3D, anda perlu membuat model tiga dimensi terlebih dahulu - imej grafik visual objek tersebut. Sebelum ini, pemodelan dijalankan secara manual menggunakan perisian khas. Kesilapan pengiraan dalam lukisan tidak dapat tidak menjejaskan keputusan akhir. Untuk menghapuskan faktor manusia, mempercepat dan memudahkan proses pemodelan, pengimbas 3D telah dicipta.

Pengimbasan tiga dimensi memungkinkan untuk mendapatkan model tiga dimensi profil kompleks objek yang sedang dikaji - pengimbas 3D mendigitalkan objek, yang membolehkan anda membuatnya dengan cepat model matematik untuk pencetakan seterusnya pada pencetak.

Peranti mencipta awan titik yang disambungkan oleh garisan yang membentuk geometri objek daripada banyak satah bersilang. Koordinat yang diperolehi diproses dan disimpan dalam bentuk model parametrik - anda boleh bekerja dengannya dalam mana-mana sistem CAD untuk membuat lukisan elemen individu objek, mengubah suainya, melaraskan dimensi dan parameter lain yang diperlukan untuk pengaturcaraan pencetak.

Di manakah pengimbas 3D digunakan?

Skop penggunaan peralatan pengimbasan adalah tidak terhad. Penggunaan teknologi aditif memungkinkan untuk mengurangkan kos pengeluaran, mengurangkan jumlah sisa, dan mengurangkan berat bahagian yang dibuat secara tradisional. Pengimbasan 3D digunakan dalam bidang berikut:

• pembuatan pesawat;
• pembinaan kapal;
• pengeluaran peralatan perindustrian;
• industri kereta;
• kompleks perindustrian tentera;
• museologi dan kajian budaya (pendigitalan produk untuk tujuan memelihara warisan sejarah);
• pembinaan dan reka bentuk sistem kejuruteraan;
• perubatan dan prostetik;
• industri ringan.

Pengilang pakaian dan kasut telah mengumumkan bahawa pengimbas 3D akan muncul tidak lama lagi di bilik pemasangan. Pendekatan ini akan membolehkan pelanggan memesan pakaian tersuai dan kasut asli, dan pengeluar akan dapat menghasilkan semula model dengan cepat dan tepat tanpa menggunakan corak atau berhadapan dengan pelanggan. Orang ramai dijangka dapat menggunakan siluet yang diimbas dan didigitalkan untuk mencuba pakaian secara maya, tanpa perlu menukar pakaian.

Kaedah pengimbasan 3D

Terdapat dua kaedah pengimbasan volumetrik - sentuhan dan bukan sentuhan.

Pengimbas 3D kenalan berfungsi "dengan sentuhan". Peranti ini digunakan untuk mengesan objek, dan setiap tepi diperiksa dengan probe khas. Sebelum ini, titik penanda digunakan pada objek yang dikaji, membentuk sistem koordinat. Di kawasan dengan selekoh yang besar, jarak antara titik dibuat minimum, pada satah rata - maksimum. Pengimbas mengambil koordinat titik dan membentuk model 3D daripadanya. Peranti moden melakukannya tanpa menggunakan jaringan fizikal.

Pengimbasan kenalan adalah bebas daripada keadaan pencahayaan. Ia adalah mudah untuk mempelajari cara mengendalikan peranti. Tetapi terdapat beberapa kelemahan: pengimbas tidak membezakan tekstur, dan untuk memproses objek besar anda perlu bekerja keras dengan peranti di tangan anda.

Kaedah pengimbasan 3D bukan kenalan dibahagikan kepada dua subjenis: aktif dan pasif. Peranti untuk pengimbasan 3D aktif menggunakan ultrasound, sumber cahaya berarah, laser atau sinar-X untuk menyinari objek yang dikaji - peranti mengira masa kembali "isyarat", membentuk sistem koordinat daripada titik sentuhan dengan objek dan jarak ke pengimbas. Pengendali mengimbas objek dari sudut yang berbeza, dan perisian melekatkan bahagian bersama-sama.

Kelebihan pengimbas 3D jenis aktif:

• mudah untuk digunakan;
• proses itu dijalankan tanpa sentuhan fizikal dengan objek;
• berfungsi di dalam dan di luar rumah;
• tidak bergantung pada pencahayaan;
• harga berpatutan;
• Tidak perlu menggunakan grid atau penanda.

Pada masa yang sama, terdapat peninggalan yang ketara:

• pengimbas tidak dapat berfungsi dengan permukaan cermin dan objek lutsinar;
• Untuk bekerja dengan produk kecil anda memerlukan optik yang berkuasa.

Pengimbas 3D pasif ialah kamera video digital yang sama yang merakam objek yang sedang diperiksa dari sudut yang berbeza, menangkap siluetnya. Berfungsi hanya pada latar belakang kontras tinggi dan bila pencahayaan yang baik. Rakaman diproses oleh perisian dan disusun menjadi model 3D untuk pencetakan atau pemprosesan dalam sistem CAD.

Perkara yang perlu dicari semasa memilih pengimbas

Peranti yang sama pandai mengimbas untuk tujuan kejuruteraan dan hiburan, sementara masih menghasilkan model yang sangat tepat, boleh menelan belanja berpuluh-puluh ribu dolar. Apabila membeli pengimbas 3D, anda harus memberi perhatian kepada parameter berikut:

• kawasan pengimbasan;
• tempoh pengimbasan kawasan kerja;
• ketepatan;
• kebenaran.

Kami telah pun bertemu diri kami sendiri dan memperkenalkan pembaca, dan kini kami juga telah menjadi pemilik pengimbas 3D Artec Eva (walaupun buat sementara waktu). Model Spider kedua yang sedang dalam pengeluaran adalah berdasarkan prinsip yang sama, tetapi mempunyai beberapa perbezaan reka bentuk untuk mencapai ketepatan yang lebih tinggi.

Tetapi sebelum kita memulakan penerangan terperinci, mari kita membuat lawatan singkat ke dalam teknologi pengimbasan 3D.

Beberapa maklumat umum

Untuk mendapatkan model matematik objek, iaitu imej tiga dimensi dalam dalam format elektronik, kita perlu "merasakan" objek dalam satu atau lain cara dan menghantar hasilnya kepada program komputer pemprosesan.

Pengimbas kenalan

Anda boleh merasakannya secara literal - dengan probe mekanikal, yang boleh didapati dalam pengimbas kenalan. Probe yang dilengkapi dengan sensor sentuh bergerak dan mengukur ketinggian atau kedalaman objek pada setiap titik pada grid koordinat yang ditentukan daripada program kawalan. mekanisme pengangkutan dan program perkhidmatan mungkin juga membenarkan pergerakan/pengiraan sudut untuk mengambil kira lekukan atau lubang pada objek.

Adalah jelas bahawa lebih kecil langkah grid, lebih tepat model akan sepadan dengan objek asal, tetapi masa pengimbasan juga akan meningkat secara berkadar, yang untuk objek besar dan agak kompleks boleh berjumlah banyak jam dan bahkan beberapa hari.

Sedikit sebanyak, anda boleh mempercepatkan proses secara pengaturcaraan jika anda secara automatik menentukan kerumitan rupa bumi dan menukar langkah grid dengan sewajarnya: untuk kawasan kompleks, kurangkan ia, tingkatkan ketepatan; untuk kawasan mudah, tambahkannya, kurangkan masa. Tetapi masih tidak dapat menyelesaikan imbasan dalam beberapa minit dan bukannya beberapa jam atau hari.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes anda boleh menunggu untuk mencapai matlamat, tetapi terdapat juga batasan yang lebih ketara yang berkaitan dengan ciri reka bentuk. Adalah jelas bahawa siasatan mesti bergerak sepanjang tiga paksi menggunakan beberapa jenis pemacu, dan jika langkah minimum pemacu ini, yang menentukan ketepatan, sepanjang mana-mana paksi boleh dibuat agak kecil (berpuluh-puluh mikrometer), maka maksimum pergerakan tidak boleh terlalu besar, sebelum ini sahaja kerana pengimbas itu sendiri akan mempunyai dimensi yang sama. Ia masih mungkin untuk merealisasikan dua meter sepanjang sekurang-kurangnya dua paksi, dan terdapat contoh sedemikian; 2.5–3 meter di sepanjang setiap paksi sudah lebih sukar, termasuk kerana kubus dengan sisi tiga meter tidak boleh diletakkan di setiap bilik. Oleh itu, peranti sedemikian paling kerap digunakan untuk mengimbas objek yang mempunyai dimensi ketara di sepanjang dua paksi dan jauh lebih kecil di sepanjang yang ketiga, seperti relief bes.

Sebagai tambahan kepada saiz, kebolehgunaan terhad pengimbas sedemikian dikaitkan dengan kehadiran sentuhan mekanikal: objek yang diimbas mestilah cukup keras, tahan lama dan, sudah tentu, kekal tidak bergerak bukan sahaja untuk masa yang lama, tetapi juga apabila disentuh oleh kuar, iaitu, objek cahaya kecil perlu diperbaiki entah bagaimana, tetapi ini tidak selalu boleh dilakukan. Di samping itu, objek itu perlu diletakkan dalam jumlah kerja pengimbas - sukar untuk membayangkan struktur yang mampu menggerakkan probe di sepanjang relief yang sama yang terletak tinggi di dinding bangunan.

Akhir sekali, kita hanya boleh bercakap tentang pendigitalan geometri; pengimbas kenalan, sudah tentu, tidak akan dapat menangkap sebarang tekstur warna.

Walau bagaimanapun, terdapat juga sisi positif untuk teknologi ini: mesin ukiran atau pengilangan ukiran boleh dengan mudah diubah menjadi pengimbas kenalan, dan harga gabungan "mesin + pengimbas" tidak akan lebih tinggi daripada mesin sendiri. Benar, kehadiran perisian canggih untuk bekerja dengan model 3D boleh memberikan peningkatan kos yang ketara, tetapi ini adalah situasi yang sama sekali biasa.

Pengimbas tanpa sentuh

Lebih universal dan, tentu saja, lebih padat adalah pengimbas bukan sentuhan, yang, bukannya sentuhan mekanikal, melihat pantulan beberapa jenis sinaran dari objek. Lebih-lebih lagi, mereka cukup mampu menghasilkan semula bukan sahaja bentuk, tetapi juga warna permukaan.

Memandangkan objek yang diimbas biasanya terletak di tempat yang terdapat pencahayaan - semula jadi atau buatan, adalah agak logik untuk menggunakan pantulan cahaya yang tersedia dalam julat spektrum yang boleh dilihat. Ini adalah asas untuk pengimbas 3D pasif, yang pada asasnya adalah versi khusus kamera video konvensional. Walau bagaimanapun, pencahayaan yang agak boleh diterima untuk merakam video mungkin tidak mencukupi untuk menyampaikan butiran dengan tepat semasa mengimbas, dan objek biasanya diterangi secara tidak sekata. Sudah tentu, anda boleh menggunakan iluminator khas seperti yang digunakan dalam studio foto, tetapi ini tidak murah, dan yang paling penting, kedua-dua kekompakan dan mobiliti hilang.

Oleh itu, kebanyakan pengimbas tanpa sentuh mempunyai sumber sinaran mereka sendiri; malah sensor Kinect murah yang kami semak dalam ulasan sebelumnya dilengkapi dengan pemancar inframerahnya sendiri.

Sebagai tambahan kepada inframerah, sumber sinaran lain boleh digunakan, termasuk ultrasonik: pembunyi gema yang telah lama dikenali, digunakan untuk mengkaji topografi bahagian bawah takungan, juga merupakan pengimbas 3D seumpamanya. Tetapi, sudah tentu, resolusi akan bergantung pada:

• kelajuan perambatan gelombang yang dipancarkan, yang akan menentukan bilangan maksimum sampel setiap unit masa;
• panjang gelombang: adalah mustahil untuk membezakan butiran objek yang dimensinya setanding dengan panjang gelombang.

Untuk getaran ultrasonik, parameter ini mencukupi untuk menentukan topografi dasar tasik atau sungai, di mana tidak perlu membezakan antara milimeter dan sentimeter. Tetapi untuk mengimbas objek atau kawasan kecil di permukaan bumi, panjang gelombang yang lebih pendek akan diperlukan (panjang getaran ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz di udara ialah 8 mm), dan sinaran harus merebak lebih cepat - ingat bahawa di udara kelajuan bunyi hampir lima kali kurang daripada di dalam air, dan adalah kira-kira 330 m/s, iaitu, pada jarak ke objek berpuluh-puluh sentimeter dan meter, kita boleh mengambil hanya beberapa ratus ukuran sesaat, menerima maklumat tentang hanya beberapa ratus mata.

Oleh itu, pemancar laser sering digunakan. Kelajuan cahaya adalah sangat besar, dan berpuluh-puluh malah ratusan ribu ukuran boleh dibuat setiap unit masa, dan panjang gelombang laser semikonduktor biasanya tidak melebihi mikrometer.

Terdapat dua teknik yang mungkin di sini; satu adalah serupa dengan ekolokasi - jarak dikira mengikut masa yang diperlukan pancaran laser untuk bergerak ke titik dan belakang. Pengimbas sedemikian boleh digunakan dari jarak yang sangat jauh, tetapi resolusinya dihadkan oleh ketepatan pengiraan selang masa: untuk menempuh jarak satu milimeter, rasuk akan memerlukan lebih sedikit daripada tiga picosaat (3·10−12 s ). Membuat ukuran tepat kuantiti pesanan ini adalah sangat sukar, dan oleh itu sangat mahal, jadi anda perlu mengorbankan resolusi, yang menentukan skop aplikasi peranti berdasarkan prinsip ini: mengimbas objek besar seperti bangunan, yang dilakukan beberapa milimeter tambahan tidak memainkan peranan yang istimewa.

Ketepatan yang lebih tinggi boleh dicapai dengan menggunakan kaedah triangulasi - istilah ini mungkin telah didengari oleh pemilik navigasi GPS. Berhubung dengan pengimbas, ini bermakna yang berikut: pemancar dan kamera pada badan dipisahkan, dan pancaran dihantar pada sudut tertentu berbanding kamera. Oleh itu, segi tiga diperolehi, asasnya dibentuk oleh pemancar dan kamera, dan puncak ialah titik pada permukaan objek. Berdasarkan anjakan pantulan yang dihasilkan oleh kanta pada sensor kamera dari titik ini, sudut antara kejadian dan sinar pantulan boleh dikira; Mengetahui sudut dan panjang tapak, anda boleh mengira dengan tepat jarak ke titik objek. Benar, teknik ini berfungsi dengan baik hanya pada jarak yang agak pendek, jauh lebih kecil daripada semasa mengukur masa laluan rasuk.

Untuk mempercepatkan proses, jalur sering digunakan dan bukannya titik, tetapi terdapat kaedah lain - penggunaan pencahayaan berstruktur, apabila sumber sinaran tidak menggunakan titik atau jalur, tetapi grid pada objek. Kamera yang terletak jauh sedikit dari projektor sedemikian melihat pantulan grid ini dan, berdasarkan herotan yang dikesan, mengira jarak ke setiap titik dalam medan pandangan. Disebabkan ini, kelajuan tinggi dicapai (anda boleh menganalisis keseluruhan bidang pandangan sekaligus), dan ketepatan terbaik. Ini betul-betul kaedah yang digunakan dalam pengimbas Artec.

Cara paling mudah ialah menggunakan pemancar cahaya yang boleh dilihat - laser atau LED. Walau bagaimanapun, ia tidak akan dapat digunakan untuk menangkap tekstur warna fotorealistik, jadi jika pengimbas mempunyai kamera tekstur, ia sama ada, seperti dalam Kinect, menggunakan cahaya yang tersedia di dalam bilik (tetapi mungkin tidak mencukupi, dan lebih kerap daripada tidak, pembetulan warna seterusnya akan diperlukan), atau mempunyai sumber cahayanya sendiri, tidak berkaitan dengan yang digunakan untuk menentukan geometri objek.

Parameter pengimbas Artec

Kami membentangkan ciri-ciri pengimbas Artec 3D yang diisytiharkan oleh pengilang dalam jadual.

	Artec Eva	Artec Spider
Jarak kerja, m	0,4 – 1,0	0,17 – 0,3
Medan pandangan linear (H×W, mm):
dalam jarak dekat	214×148	90×70
pada jarak yang jauh	536×371	180×140
Medan pandangan sudut (H×W, darjah)	30×21
Kekerapan penangkapan, bingkai/s	sehingga 16	sehingga 7.5
Masa pendedahan, s	0,0002	0,0005
Kelajuan pengumpulan data, mata/s	sehingga 2000000	sehingga 1000000
Resolusi 3D, mm	sehingga 0.5	sehingga 0.1
Ketepatan, mm	sehingga 0.1	sehingga 0.05
Sumber cahaya	lampu kilat (bukan laser)	diod biru (bukan laser)
Kemungkinan tekstur menembak	ya
Resolusi kamera tekstur	1.3 MP
Warna	24 bit setiap piksel
Dimensi (H×D×W), mm:	262×158×64	190 × 140 × 130
Berat (bersih), kg	0,85	0,85
Pautan ke huraian
Harga runcit ditunjukkan di tapak web pengilang	€13 700	€15 700
- tidak termasuk kabel dan penyambung yang disambungkan

Ambil perhatian bahawa terdapat juga model Eva Lite, yang berbeza daripada Eva jika tiada kamera tekstur; harganya hampir 30% lebih rendah - €9,700, tetapi asasnya adalah sama, dan pemilik Eva Lite, setelah menjimatkan wang, akan dapat menaik taraf kepada Eva. Benar, anda tidak akan dapat menjimatkan wang: naik taraf akan menelan kos yang betul-betul berbeza antara harga Eva dan Eva Lite.

Sesetengah parameter memerlukan ulasan.

Resolusi 3D - saiz minimum objek yang dapat dibezakan oleh pengimbas, atau jarak minimum antara dua elemen objek di mana ia dikenali secara berasingan.

Ketepatan: Ralat yang dikesan dengan mengimbas sampel rujukan yang saiznya diketahui dengan ketepatan tambah atau tolak 20 mikrometer (mengikut standard VDI2634). Prosedur dilakukan untuk setiap contoh pengimbas, dan kit termasuk sijil yang menunjukkan hasil pengukuran. Dan jadual menunjukkan nilai maksimum untuk pengimbas jenis ini.

Penggunaan - secara semula jadi, nilai yang diberikan ialah penggunaan kuasa maksimum dalam mod apabila semua mekanisme pengimbas diaktifkan, termasuk lampu latar kamera tekstur. Penggunaan purata semasa operasi sebenar, tentu saja, akan berkurangan dengan ketara. Apabila dikuasakan daripada sesalur kuasa arus ulang alik melalui penyesuai standard ini tidak penting, tetapi apabila bekerja "di lapangan", apabila pengimbas dikuasakan oleh beberapa jenis bateri, tempoh hayat bateri merupakan faktor yang sangat penting.

Penampilan, bahagian yang berfungsi

Pengimbas berbentuk seperti besi kecil: tapak, pemegang yang mudah digenggam dengan butang dan kabel keluar (terdapat dua daripadanya: antara muka dan kuasa), tapak untuk pemasangan di atas meja atau satah lain apabila tidak digunakan.

Besi ini diperbuat daripada plastik dan sangat ringan: berat peranti hanya 0.85 kg (tidak termasuk kabel), jadi walaupun tangan wanita boleh memanipulasinya.

Kamera dan organ pencahayaan terletak pada tapaknya.

Di tengah adalah kamera tekstur warna yang dikelilingi oleh dua belas lampu latar LED putih. Di bahagian bawah terdapat kamera 3D, di bahagian atas terdapat denyar (atau projektor) pencahayaan berstruktur untuk merakam geometri, juga dengan sinaran putih.

Labah-labah juga mempunyai kamera tekstur pusat, hanya terdapat lebih sedikit LED - enam (jelas, ini disebabkan oleh jarak kerja yang dikurangkan). Tetapi terdapat tiga kamera 3D, dan dengan resolusi yang lebih tinggi, yang mana resolusi pengimbasan yang lebih besar dicapai. Terdapat hanya satu denyar (projektor) pencahayaan berstruktur; ia menggunakan diod cahaya biru.

Di bahagian atas pengimbas Eva terdapat jeriji pengudaraan, di mana anda boleh melihat kipas kecil yang mengepam udara di dalam bekas. Ia mula berputar serta-merta selepas menghidupkan kuasa, tetapi kelajuannya bergantung pada suhu di dalam kes, iaitu, pada mod operasi. Apabila mengimbas, bunyi menjadi agak ketara: kami mengukur pada jarak 0.5 meter, mensimulasikan jarak ke kepala operator yang memegang pengimbas di tangannya, dan meter paras bunyi kami menunjukkan 51.5-51.7 dBA. Di ruang pejabat di mana beberapa orang bekerja secara aktif, bunyi seperti itu tidak akan menjadi sangat ketara walaupun untuk pengendali. Di dalam bilik yang lebih senyap, keadaannya berbeza, terutamanya memandangkan apabila mengimbas, bunyi dari kipas ditambah kepada bunyi klik berterusan yang mengiringi menghidupkan dan mematikan lampu latar pada kadar bingkai penangkapan; walau bagaimanapun, walaupun di sini kelantangan tidak boleh dipanggil menjengkelkan, kecuali mungkin tidak begitu selesa.

Terdapat dua masalah dengan kipas. Pertama, tidak perlu mematikan kuasa pengimbas serta-merta selepas pengimbasan selesai - "keberanian"nya masih agak panas; anda harus menunggu sehingga kelajuan kipas menurun ke tahap minimum. Kedua: sudah tentu, bersama-sama dengan aliran udara yang dicipta oleh kipas, habuk pasti akan masuk ke dalam pengimbas, jadi anda harus mengelak daripada menggunakan Eva di tempat yang mempunyai tahap habuk yang tinggi.

The Spider juga mempunyai gril di bahagian atas, tetapi tanpa kipas. Nampaknya, bilangan LED lampu latar yang jauh lebih kecil, bersama-sama dengan kadar bingkai maksimum yang dikurangkan semasa merakam, tidak menghasilkan pemanasan yang ketara di dalam badan seperti dalam Eva.

Kedua-dua model dikawal oleh butang rocker tiga kedudukan, yang berbeza dalam bentuk tetapi tidak dalam fungsi. Mereka bukan sahaja menukar pengimbas kepada satu mod atau yang lain, tetapi juga mengawal program Artec Studio: satu klik pada "Main/Jeda" akan membuka panel "Merakam" program dan melancarkan mod pratonton, klik seterusnya menukar kedua-dua pengimbas dan program daripada mod "Rekod" kepada "Pratonton" dan kembali. Mengklik "Berhenti" semasa merakam akan menghentikan proses, dan mengklik dua kali juga akan menutup panel "Merakam" dalam program.

Saya mesti mengatakan bahawa kami hanya kekurangan butang sedemikian semasa kami bekerja dengan sensor Kinect semasa menulis ulasan sebelumnya. Tetapi pengimbas Artec boleh menggunakan satu lagi butang mati, terutamanya Eva dengan kipasnya yang sentiasa menyala. Ini akan memungkinkan untuk memanjangkan hayat bateri apabila dikuasakan oleh bateri pilihan (kita akan membincangkannya di bawah), dan dalam Eva adalah mudah untuk membuat tindakan butang sedemikian bergantung pada suhu dan mematikan kuasa sahaja selepas kipas bertukar kepada kelajuan yang lebih rendah.

Terdapat juga penunjuk LED, warna dan kaedah pencahayaan (malar/berkelip) menunjukkan mod semasa. Kami tidak akan menyenaraikannya secara terperinci - kemungkinan keadaan penunjuk diterangkan dalam manual pengguna Artec Studio.

Terdapat lubang berulir pada dasar pengimbas yang membolehkan anda melekapkan peranti pada tripod foto standard.

Eva juga mempunyai penyambung RJ-12 6P6C, agak tidak dijangka untuk pengimbas 3D, berlabel Masuk dan Keluar. Ia direka untuk menyegerakkan berbilang pengimbas apabila bekerja bersama menggunakan kabel 4 wayar. Kaedah sambungan juga diterangkan dalam manual.

Peralatan, pilihan

Sekarang tentang konfigurasi, yang mungkin berbeza sedikit di kawasan berbeza - mula-mula senarai ringkas, kemudian butiran.

Pengimbas sentiasa dilengkapi dengan dua kabel antara muka (satu alat ganti) dan bekalan kuasa jauh, soketnya sepadan dengan jenis yang diterima di kawasan penghantaran.

Model Spider termasuk kit penentukuran.

Pengimbas dibekalkan dalam kotak yang diperbuat daripada kadbod berkualiti tinggi dengan reka bentuk cetakan yang baik, dilengkapi dengan pemegang pembawa. Benar, kami menerima sampel ujian tanpa pembungkusan, jadi kami tidak boleh memberikan gambar dan menilai berdasarkan bahan yang tersedia di Internet. Di Rusia, pengimbas dilengkapi dengan beg yang serupa dengan yang digunakan untuk peralatan fotografi, tetapi pelanggan yang ingin menjimatkan wang boleh menolak beg sedemikian. Di negara lain, pengimbas Spider dibekalkan dalam kes keras, Eva - dalam kotak.

Bentuk bekalan kuasa agak biasa dari banyak model komputer riba dan netbook; ia memberikan voltan keluaran 12 V pada arus sehingga 5 A.

Kabel untuk menyambung ke alur keluar 220 V adalah 1.1 m panjang; Kabel keluaran lebih panjang - 1.95 m; ia disambungkan ke pengimbas dengan penyambung yang dilengkapi dengan nat kesatuan untuk kebolehpercayaan. Terdapat gelang ferit berhampiran penyambung ini untuk menyekat gangguan RF.

Kabel antara muka USB 2.0 standard, sepanjang 2.9 meter, juga dilengkapi dengan gelang ferit, tetapi pada setiap hujungnya. Ia disambungkan kepada pengimbas menggunakan penyambung Mini-USB berbentuk L.

Pelabuhan untuknya terletak di dalam ceruk - ini bukan sahaja membolehkan penyambung dimasukkan ke dalam dimensi pengimbas, tetapi juga untuk mengelakkannya daripada terjatuh akibat tersentak yang tidak disengajakan (melainkan, sudah tentu, jerk itu terlalu kuat).

Selain itu, anda boleh membeli bateri 16,000 mAh (lebih tepat, 59.2 Wh). Sudah tentu, ini bukan pembangunan Artec sendiri: pembaca bahagian Bekalan Kuasa kami sudah biasa dengan model sedemikian, bagaimanapun, untuk Artec bateri dilengkapi dengan sarung mudah dengan pelekap tali pinggang, tetapi perkara utama ialah kabel penyambung dengan penyambung yang agak khusus. Malangnya, harga untuk bateri sedemikian sangat tinggi, tetapi ini adalah situasi biasa untuk sebarang pilihan yang ditawarkan oleh pengeluar mana-mana peranti.

Untuk mengangkut pengimbas Eva, yang datang dalam pembungkusan kadbod biasa, anda boleh membeli sama ada sarung keras atau beg lembut. Harga mereka juga bukan yang paling berperikemanusiaan, terutamanya untuk kes itu. Kami menerima beg itu, walaupun sedikit berbeza daripada apa yang ditunjukkan di laman web pengeluar, dan kami boleh mengatakan bahawa ia agak selesa: terdapat beberapa poket dalaman dan luaran, tali bahu dan keupayaan untuk memasangnya pada tali pinggang. Beg ini akan memuatkan pengimbas itu sendiri dengan kabel, dan penyesuai rangkaian, dan akan ada ruang untuk bateri pilihan.

Harga untuk kabel USB tambahan adalah lebih kurang memadai (sekiranya dua yang disertakan tidak mencukupi) - sudah tentu, jika anda tidak membandingkannya dengan yang murah kabel USB, yang hanya peranti paling perlahan boleh berfungsi.

Adalah agak mungkin bahawa panjang kabel USB standard mungkin tidak mencukupi, dan idea datang untuk menggunakan kord sambungan. Anda boleh mencuba, tetapi tidak ada jaminan bahawa tidak akan ada masalah. Perkara utama: kord sambungan tidak sepatutnya murah, yang mana terdapat banyak jualan; kabel yang digunakan di dalamnya mestilah tidak lebih buruk daripada kabel "asli" - USB Berkelajuan Tinggi Terlindung 2.0, keratan rentas 28AWG/1P+24AWG/2C. Di sini sebutan pertama 28AWG/1P mentakrifkan wayar dalam pasangan terpiuh baris Data - semakin kecil nilainya, semakin besar keratan rentas dan semakin panjang panjangnya jika tiada masalah; sebutan kedua 24AWG/2C mentakrifkan wayar dalam talian Kuasa, dan oleh itu tidak begitu kritikal untuk pengimbas yang dikuasakan oleh bekalan kuasanya sendiri. Sudah tentu, kord sambungan ini tidak boleh terlalu panjang; ia juga sangat diingini untuk mempunyai gelang ferit di hujungnya.

Setelah membongkar pengimbas, kami menyambungkan kabel kepadanya - kabel antara muka, meletakkannya dengan betul di ceruk, dan kabel kuasa (kami mengamankannya dengan nat kesatuan). Kami menyambungkan bekalan kuasa ke alur keluar 220 V dan penyambung USB ke port USB 2.0 komputer. Kami menunggu sehingga sistem melaporkan bahawa pemacu telah dipasang (ia termasuk dalam pengedaran Artec Studio), selepas itu Artec 3D Camera dan Artec Color Camera akan muncul dalam pengurus peranti.

Tetapi selepas ini, pengimbas belum lagi sedia untuk digunakan; mula-mula ia mesti diaktifkan (bagi kami, yang menerima pengimbas untuk seketika, istilah berubah menjadi "sewa"). Untuk melakukan ini, lancarkan Pusat Pemasangan Artec (AIC), yang turut dipasang bersama Artec Studio; dalam tetingkap "Pengimbas"nya, baris muncul dengan nama "Artec Scanner EV" (untuk Eva), diikuti dengan nombor siri - ia boleh dibandingkan dengan yang tersedia di dasar pengimbas (dalam salinan ujian ia adalah tulisan tangan, pada sampel komersial ia dicetak).

Pastikan komputer disambungkan ke Internet, dan klik butang “Aktifkan ( Sewa dari kami)". Selepas beberapa saat, butang digantikan dengan mesej “Diaktifkan ( disewa)»:

Tidak seperti program itu sendiri, mengaktifkan pengimbas bermakna memautkannya bukan ke komputer tertentu, tetapi hanya ke akaun yang aktif my.artec3d.com. Jika anda perlu menggunakan pengimbas pada komputer lain (di mana, sudah tentu, Artec Studio mesti dipasang), maka ini boleh dilakukan, anda hanya perlu menjalankan AIC padanya.

Itu sahaja, anda boleh mula bekerja - pengimbas sepatutnya muncul dalam program Artec Studio. Jika anda berhasrat untuk mengimbas pada komputer yang, atas sebab keselamatan, tidak disambungkan ke Internet, maka pengaktifan luar talian, yang kami bincangkan dalam semakan sebelumnya, juga boleh dilakukan.

Biar kami mengingatkan anda: dalam "Tetapan - Penangkapan" untuk semua pengimbas kecuali Spider, bukan nama model yang dipaparkan, tetapi jenis yang sesuai dengan kawasan liputan; jadi untuk Eva kita akan melihat "pengimbas jenis M".

Dan ini bukan hanya garis yang menunjukkan kehadiran pengimbas tertentu: pada masa yang sama, algoritma pemprosesan optimum untuknya dipilih, nilai had julat pelarasan tertentu ditetapkan, dan kemungkinan menetapkan parameter tertentu muncul atau , sebaliknya, hilang. Sebagai contoh, untuk Eva, tidak seperti Kinect, dalam tetapan parameter penangkapan adalah mungkin untuk menetapkan kecerahan tekstur, melaraskan kepekaan dan mematikan denyar, dan kadar bingkai (atau kelajuan pengimbasan) tidak lagi boleh ditetapkan di atas 15 Bingkai sesaat.

Pembetulan dan penentukuran

Jika pengimbas mengalami kejutan dan gegaran semasa pengangkutan, anda boleh mula bekerja dengan pemeriksaan: cukup untuk menghalakan pengimbas pada sudut tepat pada permukaan yang ringan, rata, rata (dinding, lantai, atas meja) dari jauh dalam julat kerja, dan bukan dalam zon dekat atau jauh - untuk Eva adalah 60–80 cm, dan dalam mod pratonton Artec Studio menilai geometri segi empat tepat yang diperhatikan dalam tetingkap paparan 3D. Sudah tentu, ia tidak mungkin sempurna, tetapi jika bentuknya lebih kurang sama seperti dalam tangkapan skrin kanan, maka semuanya teratur, dan kehadiran herotan yang terdapat dalam tangkapan skrin kiri menunjukkan keperluan untuk pembetulan.

Pembetulan dibuat menggunakan utiliti Alat Diagnostik yang dipasang dengan Artec Studio. Penggunaannya diterangkan secara terperinci dalam manual, jadi kami tidak akan memikirkan perkara ini, dan hanya akan mengatakan bahawa untuk Eva prosedurnya agak mudah.

Satu-satunya kenyataan ialah atas sebab tertentu antara muka utiliti tidak sepenuhnya dirussified; Kami berharap fenomena ini bersifat sementara, dan dalam versi seterusnya semua mesej di dalamnya akan dalam bahasa Rusia.

Jika anda tidak dapat mencapai hasil yang boleh diterima menggunakan utiliti, anda perlu menghubungi pusat khidmat.

Mengimbas

Sedikit nota umum

Walaupun berat pengimbas yang ringan, memegangnya untuk masa yang lama dalam tangan yang sangat terangkat atau dipanjangkan secara mendatar tidak begitu selesa; sebagai contoh, cuba pegang satu liter karton susu dalam kedudukan ini sendiri. Oleh itu, adalah lebih baik untuk memilih lokasi objek supaya ketinggiannya kira-kira pada paras perut atau dada pengendali, dan jarak mendatar darinya adalah dalam jarak yang ditentukan dalam jadual ditambah dengan panjang lengan yang bengkok. Sebenarnya, pengendali sendiri akan cepat memahami semua ini dari pengalaman peribadi.

Semasa merakam, anda harus mengelakkan pergerakan pantas, walaupun ia hanya memutarkan pengimbas 90 darjah di sekeliling paksi mendatar: isyarat bunyi akan serta-merta mengikuti dan pemberitahuan bahawa penjejakan trajektori telah terganggu.

Untuk mengelakkan ini, anda perlu belajar cara menekan butang "Main/Jeda" tepat pada masanya. Terdapat juga mod berguna“Teruskan imbasan daripada imbasan yang ditandakan”: jika anda memilih di kawasan kerja beberapa imbasan yang dibuat dalam sesi sebelumnya, program akan menggabungkan imbasan baharu objek yang sama dengannya.

Anda tidak akan dapat merakam untuk masa yang lama: pengimbas menjadi panas dan masuk ke mod jeda. Nisbah optimum apabila bekerja ialah 3 minit rakaman, kemudian rehat 7 minit; Dengan rehat yang lebih pendek, peringkat rakaman mestilah lebih pendek.

Kadang-kadang tidak ada jeda, sebaliknya pegun, dan mesej "Kamera tidak disambungkan" mungkin muncul dalam panel "Tangkapan". Di sini, selalunya bukan terlalu panas yang harus dipersalahkan, tetapi Port USB: periksa sama ada terdapat peranti lain yang disambungkan kepada pengawal USB yang sama, cuba sambungkan pengimbas ke port yang terletak pada panel port I/O pada papan sistem, dan bukan pada panel hadapan sarung (dan USB 2.0, bukan 3.0 ), dan Sudah tentu, keluarkan kabel sambungan USB jika anda menggunakannya. Jika ini masih berlaku, kembalikan pengimbas ke keadaan bekerja Ia diperoleh hanya dengan mematikan dan kemudian menghidupkan kuasanya dan but semula program.

Kami akan mengklasifikasikan bateri yang tergantung pada tali pinggang atau dalam beg di bahu sebagai yang mesti dimiliki walaupun semasa bekerja di dalam rumah: sudah tentu, pengimbas sudah "diikat" pada komputer dengan kabel USB, tetapi terdapat kabel lain melalui bekalan kuasa ke alur keluar terdekat, hanya menambah kesulitan semasa bekerja. Setiap kabel cenderung tersangkut pada sesuatu apabila bergerak, jadi adalah lebih baik sekurang-kurangnya satu daripadanya tidak berjuntai di atas lantai, tetapi diikat kepada pengendali.

Jika kita bercakap tentang kerja "di lapangan", apabila pengimbasan dijalankan bukan pada komputer meja, dan pada komputer riba, bateri menjadi keperluan mutlak. Berdasarkan kajian kami sendiri tentang bateri sedemikian, hayat bateri pengimbas akan mengambil masa beberapa jam, terutamanya memandangkan masih tidak mungkin untuk mengimbas secara berterusan (bukan sahaja kerana risiko terlalu panas, tetapi juga kerana ia perlu secara berkala pantau yang diimbas), dan dalam mod siap sedia, pengimbas menggunakan lebih sedikit kuasa daripada yang ditunjukkan dalam jadual spesifikasi.

Ini disahkan oleh amalan penggunaan - bukan milik kita, yang sangat sederhana, tetapi orang yang bekerja dengan pengimbas dalam ekspedisi. Terdapat ulasan di laman web pengeluar, kami hanya akan menyerlahkan dua mata di dalamnya. Yang pertama agak optimistik: jadi, dalam dua hari penggunaan aktif Kuasa bateri pengimbas belum digunakan sepenuhnya. Yang kedua mengesahkan kesimpulan kami tentang keinginan butang mati: di antara imbasan kami terpaksa memutuskan kabel dari bateri, yang memberikan penjimatan yang ketara.

Sedikit tentang terlalu panas: ulasan daripada ekspedisi menyebut bahawa walaupun pada suhu ambien +35 °C pengimbas boleh beroperasi secara berterusan selama 400 saat. Benar, ia tidak dinyatakan sama ada hanya geometri atau geometri + tekstur telah difilemkan.

Kami mencubanya: pada suhu bilik +24 °C, pengimbas berfungsi selama 10 minit dalam mod penangkapan geometri dan tekstur tanpa dimatikan, pada kadar bingkai yang dipaparkan dalam panel "Tangkapan" 10–12 fps. Terlalu panas tidak berlaku; proses itu telah dihentikan oleh kami. Benar, sebelum ini tiada imbasan dijalankan selama sekurang-kurangnya setengah jam, i.e. pengimbas berada pada suhu bilik. Bahagian yang paling hangat ternyata menjadi pemegang - ia menjadi hangat, dan selepas menghentikan proses, kipas beralih ke kelajuan minimum dalam masa kurang dari setengah minit.

Selepas rehat lima minit, pengimbas berfungsi selama 3.5 minit lagi dalam mod yang sama, selepas itu ia berhenti kerana terlalu panas. Dia hanya mengambil masa 2-3 minit untuk kembali ke keadaan bekerja.

Oleh itu, pengimbas agak mampu berfungsi dengan ketara lebih lama daripada tiga minit yang disyorkan, tetapi peraturannya disahkan: semakin lama kitaran pengimbasan, semakin lama jeda berikutnya.

Mari mulakan imbasan

Kami menjalankan kerja pada komputer dengan konfigurasi berikut: pemproses i5-4570S (2.9 GHz), 16 GB RAM, kad video NVidia GeForce GTX 970 (4 GB), SSD digunakan sebagai pemacu. Pada masa hadapan, kami akan memberikan masa pelaksanaan operasi untuk tetapan yang berbeza, supaya pembaca, membandingkan parameter komputernya dengan kita, secara kasar boleh membayangkan masanya sendiri yang dihabiskan untuk memproses data.

Kami menghabiskan masa yang lama untuk memilih sampel untuk pengimbasan: ternyata untuk pemula "pengendali pengimbasan 3D" ini bukanlah soalan yang remeh.

Sudah dikatakan bahawa tanpa pemprosesan khas Anda tidak akan dapat bekerja dengan objek yang lutsinar atau mempunyai silau. Mari tambah sedikit lagi kepada ini:

• memandangkan sinaran spektrum yang boleh dilihat digunakan untuk menangkap geometri, kawasan objek yang berwarna hitam mungkin tidak diimbas: ia diketahui memantulkan cahaya dengan buruk, dan lubang mungkin muncul di tempat kawasan tersebut;
• adalah sangat sukar untuk bekerja dengan objek yang mempunyai lubang, ceruk dalam atau lekukan, terutamanya jika ia tidak sekata dalam bentuk: kami tidak mempunyai apa-apa yang baik dengan hiasan untuk akuarium dalam bentuk runtuhan istana di atas gua ;
• Apabila mengimbas wajah manusia, masalah kadang-kadang timbul di tempat yang paling tidak dijangka: sebagai contoh, beberapa bahagian garis rambut mungkin tidak dihantar - gaya rambut, janggut, dan untuk menghantarnya dengan betul, anda perlu bermain-main dengan tetapan; lampu latar yang terang daripada alatan kamera standard hanya membuatkan anda menutup mata anda, mematikan denyar tekstur menjadikan keadaan lebih mudah sedikit, tetapi projektor lampu latar berstruktur sangat terang sehingga sukar untuk melihatnya walaupun dari sudut mata anda, dan warna akan dirakam lebih teruk, jadi anda perlu mengimbas muka dengan cepat dan meminta orang itu melihat ke atas kamera;
• objek yang bentuknya hampir rata (contohnya, monitor LCD, walaupun ia tidak hitam dan bukan dengan skrin berkilat) tidak boleh diimbas tanpa mengambil langkah khas: untuk menggabungkan bingkai, algoritma program mesti berfungsi dengan kawasan yang mempunyai kesan ketara. persimpangan bersama, dan apabila melintasi tepi sisi monitor, saiz persimpangan sedemikian akan menjadi terlalu kecil, dan anda perlu menggunakan beberapa tanda luaran yang tidak berkaitan dengan objek itu sendiri, tetapi memberi peluang untuk penjajaran berikutnya;
• jarak kerja bukan sekadar nombor: apa yang berada di luar sempadan dekat dan jauh tidak dapat dilihat dan tidak dipaparkan dalam paparan 3D, jadi anda perlu memastikan bahawa beberapa bahagian objek tidak melangkaui sempadan ini apabila bergerak; Sudah tentu, ini tidak bermakna anda tidak boleh mengimbas objek yang sangat besar, anda hanya perlu belajar cara menggerakkan pengimbas di sepanjangnya dengan betul.

Oleh itu, kami tidak segera tergesa-gesa untuk menyerbu ketinggian profesionalisme, yang mana terdapat banyak contoh di laman web pengilang, tetapi menetap pada objek yang agak kecil, tetapi tidak kecil, dan agak mudah dalam bentuk - kotak kayu dengan palang yang menonjol, isipadunya adalah kira-kira 2 liter.

Pada mulanya kami menghadapi masalah untuk mengalihkan pengimbas berbanding objek: wayar menghalang dan kadangkala berselirat, jadi saya menggerakkan tangan saya dengan pengimbas sedikit lebih cepat - loceng berbunyi dan amaran muncul tentang kegagalan pengesanan trajektori.

Sudah tentu, ini semua adalah masalah pengalaman, tetapi untuk mengelakkan kesulitan yang tidak perlu, kami hanya memasang pengimbas pada tripod foto, menggunakan lubang berulir di pangkalan untuk pemasangan, dan meletakkan objek pada pendirian berputar yang kami ada dan , perlahan-lahan memutarnya, diimbas. Perkara segera berjalan lancar.

Saya mesti mengatakan bahawa kemahiran mengimbas tanpa tripod dibangunkan dengan cepat, anda hanya perlu menumpukan sedikit masa untuk berlatih.

Jadi, kami menerima beberapa imbasan, menunggu untuk didaftarkan apabila keluar dari mod penangkapan, dan mula memproses selanjutnya.

Secara sepintas lalu, kami perhatikan bahawa dalam panel "Merakam", sudah biasa kepada kami dari semakan sebelumnya, di mana sensor Kinect digunakan, apabila Eva disambungkan, perubahan muncul disebabkan oleh ciri pengimbas ini. Kami telah mengatakan perkara ini di atas, tetapi sekarang kami akan menjelaskan.

Kiri - untuk Eva, kanan - untuk Kinect

Terdapat tiga kaedah penentududukan - ia telah menjadi mungkin untuk menjejaki hanya geometri, tanpa tekstur. Julat kelajuan pengimbasan telah berubah: nilai had telah menurun kepada 15 bingkai sesaat dan bukannya 30. Sempadan jauh kawasan kerja telah berubah - satu meter dan bukannya satu setengah. Kini terdapat pelarasan pada kecerahan tekstur (boleh difahami tanpa penjelasan) dan kepekaan (meningkat ke arah "Melampau" bermakna merekodkan lebih banyak maklumat, yang akan menyampaikan lebih baik permukaan yang tidak dilihat, termasuk yang hitam dan berkilat, tetapi boleh menyebabkan kemunculan bunyi bising. - jeragat pada imbasan) . Akhir sekali, adalah mungkin untuk mematikan denyar tekstur: mod ini, khususnya, akan membolehkan anda memerhati grid lampu latar berstruktur jika, sebagai contoh, anda menghalakan pengimbas pada helaian kertas putih.

Mematikan denyar tidak membatalkan fotografi tekstur sama sekali, ia hanya mula menggunakan pencahayaan yang tersedia. Untuk membolehkan anda mengambil kira tahap pencahayaan dalam mod ini, pengawal selia masa pendedahan muncul.

Jika anda mematikan tangkapan tekstur dengan menyemak baris tetapan yang sepadan, anda masih akan mempunyai satu-satunya kaedah kedudukan - "Geometri".

Ngomong-ngomong: kelewatan rakaman yang ditetapkan hanya berfungsi apabila dikawal dari panel "Merakam", dan apabila anda menekan butang pengimbas yang sepadan, rakaman bermula serta-merta.

Peringkat terakhir adalah untuk menyemak keputusan yang diperolehi untuk memastikan tiada kawasan yang tidak diimbas atau kawasan yang terdapat peningkatan bunyi bising, iaitu sejumlah besar kelemahan ( bunyi yang minima akan berada di tengah-tengah medan pandangan pengimbas, jadi objek mesti diletakkan dengan sewajarnya). Jika ini ditemui, imbasan tambahan perlu dilakukan.

Maklumat di kawasan kerja akan membantu anda mengesan imbasan bermasalah: lajur "Kualiti" menunjukkan penilaian ralat pendaftaran; semakin rendah nilai, semakin baik. Jika imbasan mengandungi sesuatu yang sangat "luar biasa", penarafan berangka boleh digantikan dengan perkataan "Perhatian".

Pilihan penilaian lain menggunakan parameter "Warna" dalam menu "Lihat": salah satu nilai yang mungkin dipanggil "Kualiti", yang mana warna permukaan dipilih bergantung pada kualiti pendaftaran; merah akan memberi isyarat kesilapan.

Anda hanya perlu mengambil kira bahawa tetingkap paparan 3D memaparkan imej yang agak ringkas, dan semua data hanya boleh dilihat dalam mod pengeditan. Oleh itu, jangan terkejut jika, apabila anda membuka mod edit, anda melihat banyak perkara "baharu dan menarik".

Memproses keputusan

Sememangnya, apa yang anda terima mesti dilindungi daripada kemalangan dengan menyimpannya dalam bentuk projek. Kami tidak mengehadkan diri kami semasa mengimbas, jadi untuk kotak kami menerima 3 imbasan dengan jumlah volum 1.7 gigabait, di mana hampir 2.4 ribu permukaan telah direkodkan. Tetapi, sudah tentu, ini tidak sia-sia: hanya menyimpan pelbagai data, bersama-sama dengan sejarah arahan, walaupun digunakan sebagai pemacu SSD mengambil banyak masa, dan anda tidak akan dapat beralih kepada sebarang tindakan lain sebelum tamat menulis ke cakera.

Mengenai sejarah arahan: jika imbasan telah menjalani beberapa pemprosesan, maka peringkat menyimpan sejarah adalah yang paling lama, kerana bukan sahaja senarai operasi yang dilakukan disimpan, tetapi juga negeri terdahulu data rollback, yang mungkin berguna. Panjang sejarah (dalam bilangan arahan) dan volum maksimum (dalam megabait), serta tahap pemampatan data semasa menyimpan, boleh ditetapkan dalam "Tetapan - Sumber":

Anda boleh melihat perkara yang telah dilakukan dalam menu ruang kerja dengan mengklik pada segi tiga di sebelah butang Buat asal. Benar, tidak cukup maklumat dipaparkan: nama operasi ditunjukkan, tetapi pada objek apa yang dijalankan (dalam dalam kes ini atas imbasan mana) masih tidak jelas.

Pendaftaran

Imbasan mentah boleh menjadi pemandangan yang menyayat hati - koleksi permukaan yang bertindih secara huru-hara:

Untuk menyusun bingkai, anda perlu menjalankan pendaftaran berurutan - yang kasar dijalankan secara automatik apabila anda menutup panel "Pengambilan", dan yang halus dilancarkan secara manual dari panel "Perintah". Selepas ini, imbasan kelihatan lebih menyeronokkan:

Kadangkala pendaftaran jujukan kasar atau halus tidak memberikan hasil yang diingini: permukaan tidak sejajar masih kekal. Kemudian anda boleh "kocok" bingkai sedikit dalam imbasan ini - sebagai contoh, letakkan beberapa bingkai ke dalam imbasan berasingan dan gunakannya. Terdapat satu lagi pilihan, yang akan kami sebutkan di bawah.

Anda juga boleh membatalkan kedua-dua pendaftaran, dan pada bila-bila masa, dan bukan hanya dengan butang batal (Buat asal): anda perlu mengklik Klik kanan tetikus dalam baris dengan nama imbasan (“Kawasan kerja”) dan pilih “Tetapkan semula kedudukan” dalam menu yang muncul. Dalam kes ini, keputusan pendaftaran berurutan kasar dan halus akan dibatalkan sekaligus.

Jika mahu, anda boleh menggunakan alat penyuntingan untuk mengalih keluar "bahagian tambahan" - objek asing yang jatuh ke dalam medan pandangan pengimbas, termasuk pendirian dan tangan pengendali. Alat yang tersedia di Artec Studio menjadikan operasi ini agak mudah. Tetapi kadangkala lebihan itu jelas: unsur luaran boleh membantu penjajaran, seperti, sebagai contoh, telah dikatakan di atas tentang mengimbas objek nipis.

Kami tidak menghabiskan banyak masa untuk memilih imbasan dan bingkai terbaik, pada semua jenis penyuntingan, dan sebagainya: kami ingin mengetahui keupayaan program itu sendiri jika ia tidak diberikan data sumber yang berkualiti tinggi , malah dalam kuantiti yang banyak.

perhimpunan

Apabila imbasan disediakan, kami meneruskan untuk memasangnya untuk menggabungkannya menjadi satu model.

Untuk melakukan ini, pilih imbasan yang terlibat dalam pemasangan di kawasan kerja dengan simbol mata dan pergi ke panel "Perhimpunan", di mana imbasan ini akan dibentangkan dalam senarai. Salah satu daripada mereka, secara lalai yang pertama dalam senarai, dianggap berdaftar (digabungkan), dan selebihnya akan digabungkan berkenaan dengannya.

Ia ditandakan dengan bulatan biru, menunjukkan set imbasan berdaftar (gabungan), yang pada masa ini terdiri daripada satu imbasan. Sudah tentu, anda boleh menetapkan imbasan lain sebagai imbasan asas.

Kemudian kami memilih imbasan atau imbasan daripada senarai yang akan kami gabungkan dengan yang asas; mereka ditandakan dengan bulatan hijau yang menunjukkan set tidak berdaftar. Sehubungan itu, imbasan itu sendiri juga boleh dipaparkan dalam warna yang sama; anda hanya perlu memilih mana-mana pilihan kecuali "Tekstur" dalam tetapan "Warna", tetapi dalam kes kotak kami, ia adalah tekstur yang diperlukan untuk orientasi. Butang nombor "1" pada papan kekunci akan membantu anda memaparkan set berdaftar sahaja, "2" hanya set tidak berdaftar dan "3" untuk kedua-dua set.

Kami menggabungkan imbasan secara berpasangan.

Mula-mula, tahan kekunci Shift dan gunakan pergerakan tetikus biasa untuk mengalihkan imbasan yang tidak didaftarkan berbanding dengan yang didaftarkan. Jika anda berjaya menggabungkannya secara normal, maka anda hanya boleh mengklik butang "Guna", tetapi lebih kerap anda perlu menggunakan pendaftaran titik demi titik untuk beberapa imbasan. Untuk melakukan ini, anda perlu mengorientasikan imbasan kedua berbanding dengan yang pertama supaya mereka "melihat" dalam arah yang lebih kurang sama, dan kemudian menetapkan pasangan mata yang sama pada permukaannya. Berusaha sangat ketepatan tinggi Apabila memilih mata dalam setiap pasangan, ia tidak perlu, cukup untuk menunjukkannya lebih kurang.

Klik "Kumpul mengikut mata" - imbasan digabungkan, bilangan imbasan berdaftar kini meningkat dua kali ganda. Kami melakukan perkara yang sama dengan baki imbasan dan klik "Guna".

Ini bukan satu-satunya pilihan pemasangan, terdapat banyak lagi di Artec Studio, tetapi kami tidak akan membincangkan yang lain secara terperinci - ia diterangkan dengan jelas dalam arahan. Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan: algoritma pemasangan "Penjajaran dengan Kekangan" membolehkan anda bekerja bukan sahaja dengan imbasan, tetapi juga dengan permukaan dalam satu imbasan; ini berguna jika pendaftaran urutan yang tepat gagal untuk memadankan mereka.

Jadi, imbasan digabungkan, anda boleh meneruskan ke pendaftaran global - menukar semua bingkai ke sistem bersatu koordinat Ia dilancarkan dari panel "Arahan" dan mempunyai tiga parameter boleh dikonfigurasikan, yang ditunjukkan dalam tangkapan skrin:

Prosedur ini sangat intensif sumber, walaupun pada komputer berkuasa ia boleh mengambil masa yang agak lama: dengan tetapan lalai (ia ditunjukkan di atas), prosedur ini mengambil masa lebih daripada tujuh minit - 423 saat! Fikirkan sama ada redundansi semasa pengimbasan sangat bagus...

Dan kita tidak boleh mengatakan bahawa hasilnya adalah sempurna.

Ini mendedahkan sesuatu yang belum kami selesaikan pada peringkat pra-memproses imbasan dan semasa memasangnya. Anda boleh kembali, tetapi terdapat pilihan lain untuk penambahbaikan: lakukan pendaftaran global terlebih dahulu untuk dua atau tiga imbasan yang tidak dapat digabungkan dengan sempurna, dan kemudian sekali lagi untuk semua. Tetapi ini adalah prosedur yang sangat memakan masa, dan selain itu, tugas kami adalah untuk menguji mekanisme berbeza yang ditawarkan dalam Artec Studio - contohnya, mengeluarkan outlier, i.e. permukaan kecil tidak bersambung dengan yang utama dan dijarakkan daripadanya.

Prosedur ini juga dilancarkan dari panel Perintah dan mempunyai dua parameter, nilai lalainya ditunjukkan dalam tangkapan skrin:

Yang pertama ditetapkan kepada 2 jika terdapat banyak pelepasan, dan kepada 3 jika terdapat lebih sedikit. Parameter kedua bermaksud saiz langkah grid triangulasi dalam milimeter, julat bergantung pada jenis pengimbas, tetapi perkara utama ialah: nilainya harus sama dengan parameter yang serupa dalam prosedur gluing berikutnya.

Algoritma ini menambah baik sedikit penampilan sampel kami, tetapi ia mengambil masa yang agak lama: hampir 4 minit (224 s).

Melekat

Daripada hasilnya, anda sudah boleh "melekat" model bersama-sama. Fungsi ini dipanggil "Glueing", dan terdapat tiga jenis: cepat, licin dan tepat. Yang pertama lebih cepat daripada yang lain, tetapi memberikan hasil yang lebih buruk yang memerlukan pemprosesan tambahan, dan oleh itu sesuai terutamanya untuk penilaian visual. Jenis kedua - pelekatan licin - adalah yang paling memakan masa dan memerlukan sumber, tetapi ia baik untuk permukaan yang bising (iaitu, "bersampah", mengandungi banyak kelemahan), dan dapat berfungsi walaupun tanpa sebahagian daripada data 3D; paling sesuai untuk mencipta model badan atau kepala manusia, kerana ia boleh mengimbangi perubahan kecil, sehingga 3-5 mm, dalam bentuk objek. Pelekatan ketepatan berfungsi lebih cepat daripada gam licin, menyampaikan butiran halus dan tepi nipis dengan baik, kerana ia menggunakan lebih banyak data mentah, tetapi untuk permukaan yang bising dalam beberapa kes ia boleh menyebabkan peningkatan bunyi, dan juga tidak mengimbangi perubahan bentuk.

Setiap jenis mempunyai satu set parameter yang ditetapkan; untuk licin dan tepat ia adalah sama dan, bersama-sama dengan nilai lalai untuk pengimbas Eva, ditunjukkan dalam tangkapan skrin:

Untuk pelekatan cepat, hanya resolusi (lalai 1, tetapi ini untuk Eva, model lain akan mempunyai nilai yang berbeza) dan jejari (lalai 2) ditetapkan.

Mari lihat apa yang akan diberikan oleh pelekatan cepat kepada kita dan sama ada ia begitu pantas. Inilah hasilnya dengan parameter lalai:

Masa yang diperlukan ialah 49.4 s - agak pantas berbanding peringkat sebelumnya. Walau bagaimanapun, model yang dihasilkan mempunyai kecacatan yang jelas.

Sekarang pelekatan lancar, juga nilai lalai:

Atas sebab tertentu ia ternyata lebih cepat daripada dengan pelekatan cepat: 41.1 s. Dan model berbeza daripada yang diperoleh dalam kes sebelumnya untuk lebih baik.

Akhirnya, pelekatan yang tepat:

Hasilnya sangat baik. Setelah pemeriksaan yang teliti dari semua pihak, masih terdapat beberapa kelemahan, tetapi secara umum perbezaan dengan pilihan sebelumnya adalah jelas. Dan masa adalah 41.0 s - hampir sama dengan lancar, tetapi masih kurang daripada dengan cepat.

Kami melakukan pelekatan dengan set imbasan kotak yang lain, dan walaupun nilai mutlak dalam beberapa saat berubah, masa yang dihabiskan untuk pelekatan yang tepat dan licin sekali lagi ternyata kurang daripada pelekatan cepat. Mungkin kelajuan pemprosesan pada jenis yang berbeza gluing bergantung pada model tertentu.

Terdapat satu lagi pilihan, sangat menarik: gluing, yang dilakukan serentak dengan pengimbasan. Untuk beralih kepada mod ini, hanya tandai kotak "Penyatuan masa nyata" dalam panel "Penggambaran"; walaupun ini tidak dinyatakan, jelas bahawa kita bercakap tentang pelekatan cepat. Tambahan besar: anda boleh melihat dengan serta-merta dalam bentuk yang lebih kurang sebenar apa yang diperoleh hasil daripada pengimbasan. Tetapi terdapat juga kelemahan, yang utama ialah anda memerlukan komputer yang berkuasa. Di samping itu, ia sama sekali bukan fakta bahawa semuanya akan bersatu dengan selamat; Benar, tiada apa yang menghalang anda daripada melakukan pelekatan semula kemudian menggunakan salah satu kaedah yang diterangkan di atas. Tolak yang kurang ketara, tetapi juga tidak selalu diabaikan: tekstur tidak dipaparkan pada imej dalam tetingkap paparan 3D, walaupun tangkapannya tidak dimatikan - tekstur ditangkap dan dirakam, tetapi tindanan serentak adalah mustahil.

Pemprosesan akhir

Anda boleh meneruskan ke prosedur akhir - penamat. Terdapat juga beberapa alat di sini:

Malangnya, arahan yang kami muat turun adalah sedikit di belakang versi program dan senaraikan alatan yang sedikit berbeza (walaupun dari segi bilangan: terdapat lapan daripadanya dalam arahan dan bukannya enam). Tetapi kesan sesetengah daripada mereka adalah lebih kurang jelas daripada namanya, tetapi untuk dua yang tidak begitu jelas, masih terdapat penjelasan: pengoptimuman mesh mengurangkan bilangan poligon dalam model dengan kehilangan ketepatan yang minimum, dan triangulasi semula menjadikan seragam mesh segi tiga. Semua alat ini, kecuali yang terakhir, mempunyai parameter yang boleh dikonfigurasikan.

Penapis objek kecil, walaupun dengan tetapan lalai, mengeluarkan semua serpihan di sekeliling model - terdapat beberapa, tetapi tidak banyak. Tetapi kami perlu mengisi lubang ke tahap yang lebih besar: untuk menguji operasi algoritma ini, kami meninggalkan sebahagian besar satah bawah model tanpa diimbas.

Pada nilai lalai (100) dan hampir dengannya, kesannya tidak ketara sama sekali; hanya apabila meningkat kepada 800 barulah lubang itu sembuh.

Benar, ia tidak berjaya dengan sempurna.

Kini melicinkan: tujuannya digambarkan sebagai "bunyi penapisan amplitud kecil", yang boleh dianggap sebagai menghilangkan kecacatan kecil. Pada hakikatnya, ia menjadikan model sedikit bengkak, dan bunyi bising benar-benar menjadi kurang. Tetapi perkara utama di sini adalah untuk tidak keterlaluan: untuk melicinkan anda boleh menetapkan bilangan langkah, dengan nilai lalai "1" kesannya tidak begitu ketara, dan apabila meningkat kepada 25 keseluruhan model mula kelihatan seperti ais cair krim:

Semua arahan yang diterangkan berfungsi dengan cepat: walaupun dengan perubahan ketara dalam nilai parameter, pemprosesan hanya berlangsung beberapa saat, dan lebih kerap walaupun pecahan sesaat.

Anda boleh pergi dengan cara lain - gunakan panel "Tepi", yang berfungsi bukan sahaja dengan tepi, tetapi juga dengan lubang. Alat ini sangat mudah: dalam setiap tab - "Lubang" dan "Tepi" - senarai kecacatan yang dikesan dipaparkan, dijana secara automatik serta-merta selepas melancarkan panel ini. Tiada apa-apa ditemui pada model yang diperolehi selepas gam yang tepat, dan kami menggunakan hasil gam cepat, di mana terdapat banyak kecacatan, anda boleh tersesat di dalamnya.

Walau bagaimanapun, pembangun program menyediakan untuk situasi ini: setiap kecacatan boleh dikenal pasti, dan dalam dua cara. Anda boleh menggerakkan kursor ke atas tempat yang dikehendaki dalam imej model - kecacatan akan diserlahkan, dan mengklik akan menyerlahkan baris yang sepadan dalam senarai lubang atau tepi, bergantung pada tab yang dipilih. Jika anda memilih garis dalam senarai, kecacatan yang sepadan akan diserlahkan dalam warna pada imej model, dan imej itu sendiri akan diputar dalam kedudukan yang dikehendaki ke arah pemerhati (putaran sedemikian tidak selalunya mudah, tetapi ia boleh dibatalkan oleh menyahtanda "burung" dalam kedudukan panel yang sepadan).

Mengisi lubang

Pelicinan tepi, dalam tangkapan skrin kiri, tepi yang dipilih diserlahkan dengan warna merah dan kontur yang dijangkakan selepas pemprosesan ditunjukkan dalam warna kuning

Setelah menghapuskan kecacatan sebanyak mungkin, anda boleh meneruskan ke pengoptimuman mesh. Hakikatnya ialah model kotak mudah kami, yang diperoleh dengan pelekatan yang tepat, mengandungi lebih daripada 300 ribu poligon dan 150 ribu bucu, dan oleh itu mengambil 9.5 megabait - ini agak banyak.

Selepas mengoptimumkan mesh (prosedur ini mempunyai 4 parameter dan boleh dilakukan oleh poligon, dengan ketepatan dan dengan jumlah saiz poligon; kami menggunakan nilai lalai), model berubah sedikit: ia menjadi lebih lancar, beberapa maklumat tentang butiran kecil telah hilang, tetapi ia menjadi lebih kurang kompleks, dan "berat"nya dalam megabait telah menurun lebih daripada 15 kali ganda.

Proses itu mengambil masa 16.5 saat.

Segitiga semula juga boleh membawa kepada beberapa penyederhanaan model. Jika kita mengambil nilai satu-satunya parameter "Resolusi" sama dengan satu (secara lalai), maka prosedur mengambil masa yang agak lama - 48.8 s, penampilan model secara praktikal tidak berubah, bilangan poligon, bucu dan " berat” malah bertambah.

Untuk sesetengah kes, bilangan poligon dan bucu mungkin dikurangkan sedikit, dan "berat" mungkin dikurangkan separuh. Anda perlu meningkatkan nilai parameter dengan berhati-hati: nilai yang disenaraikan dalam tangkapan skrin berkurangan, tetapi modelnya sangat dipermudahkan dan tidak lagi menyerupai sampel. Apabila nilai dikurangkan kepada 0.5 (titik digunakan sebagai pemisah), masa pelaksanaan menjadi lebih lama dengan ketara - bagi kami ia meningkat kepada 181.2 s, dan model menjadi terlalu kompleks, nilai ciri yang disebutkan meningkat dengan banyak. Dengan pengurangan selanjutnya, proses mungkin terganggu kerana kekurangan memori; ingat: komputer kami mempunyai 16 GB RAM.

Tekstur

Jika kita mengimbas objek dengan tekstur untuk mendapatkan model, warna permukaan yang mesti sepadan sepenuhnya dengan sampel, maka peringkat akhir Akan ada tekstur - menggunakan tekstur daripada bingkai individu kepada model yang dihasilkan. Ini mungkin satu-satunya peringkat di mana kad video memainkan peranan penting - walaupun dalam panel "Tekstur" terdapat anggaran memori video yang diperlukan, yang mungkin memerlukan lebih daripada RAM komputer.

Pertama, pilih model yang dikehendaki dari senarai, jika terdapat beberapa daripada mereka (kami mempunyai hasil tiga jenis gluing, kami memilih yang tepat), serta imbasan dari mana ia diperoleh.

Kemudian anda perlu menunjukkan kaedah penteksunan mana yang lebih baik: membina peta segi tiga atau atlas tekstur. Kami tidak akan pergi ke butiran teori; kami hanya akan menyebut titik praktikal: peta segitiga dibina lebih cepat, tetapi lebih sesuai untuk melihat tekstur yang terhasil dengan cepat. Atlas - untuk eksport akhir, adalah penting untuk memudahkan mesh dengan betul sebelum bertekstur.

Untuk kedua-dua kaedah, saiz tekstur yang terhasil juga ditetapkan:

Ini juga menjejaskan keperluan memori.

Dengan nilai lalai yang ditunjukkan dalam tangkapan skrin pertama panel Tekstur, proses mencipta peta segitiga mengambil masa 49 saat, atlas tekstur dibuat hampir empat kali lebih lama - 178 saat. Sejujurnya, sangat sukar untuk segera mencari perbezaan dengan mata kasar.

Pembinaan tekstur: atlas tekstur di sebelah kiri, peta segi tiga di sebelah kanan

Menambahkan saiz segi tiga daripada 10 kepada 30 dengan saiz tekstur yang sama meningkatkan masa tekstur daripada 49 kepada 52 saat. Kami cuba menukar saiz tekstur daripada 4096x4096 kepada 16384x16384 dengan bilangan segi tiga sama dengan 20, tetapi prosedur tidak sampai ke penghujungnya: tidak cukup empat gigabait memori tersedia pada kad video kami!

Selepas mesej ini, program ditamatkan secara tidak normal. Untuk 10 segi tiga dengan saiz tekstur sehingga 8192x8192, proses berlangsung selama 51 saat.

Dengan saiz tekstur yang sama, mencipta atlas bertekstur mengambil masa 186 saat, yang juga lebih sedikit daripada 4096x4096. Dan walaupun untuk 16384×16384 adalah mungkin untuk membuat atlas, dan ia tidak mengambil masa yang lebih lama - 224 saat. Untuk mengira semula tekstur yang telah diperolehi dalam masa yang lebih singkat, arahan mengesyorkan menggunakan fungsi "Retekstur menggunakan koordinat UV semasa", walau bagaimanapun, ia hanya tersedia untuk tekstur yang digunakan menggunakan kaedah "atlas".

Seterusnya, ia menjadi mungkin untuk melaraskan sedikit tekstur dengan melaraskan kecerahan, kontras, ketepuan, warna dan pembetulan gamma. Benar, bekerja dengan tekstur yang besar (lebih tepat, dengan volum data yang besar yang terhasil) agak sukar - sebarang perubahan memerlukan masa yang lama untuk diproses, jadi kami memutuskan untuk memfokuskan pada atlas tekstur 8192x8192.

Jumlah data telah meningkat berkali-kali - sehingga 205 megabait. Oleh itu, tidak perlu terpengaruh dengan tekstur yang besar; untuk kebanyakan kes, tekstur 4096x4096 akan cukup mencukupi, manakala jumlah data untuk model kami nyata lebih kecil: 61 megabait. Dan cuba cari perbezaannya:

Di sebelah kiri ialah tekstur 8192×8192, di sebelah kanan 4096×4096

Jika terdapat sesuatu tambahan yang tinggal pada model yang dihasilkan, sebagai contoh, sebahagian daripada dirian, anda boleh menggunakan alat penyuntingan semula.

Menyimpan dan Mengeksport

Sudah tentu, lebih baik untuk tidak memadamkan apa-apa secara kekal, tetapi kadangkala ini perlu dilakukan untuk menjimatkan ruang pada media - volum yang diduduki oleh projek itu sudah boleh berjumlah gigabait.

Jika perlu, anda boleh mengeksport model ke salah satu daripada format yang tersedia- contohnya, STL. Tekstur warna tidak disokong oleh format ini dan hanya maklumat geometri model akan disimpan dalam fail STL.

Jika kami memilih format yang menyokong tekstur - contohnya, OBJ, maka maklumat warna akan disimpan sebagai fail berasingan, yang formatnya juga boleh dipilih daripada JPG, BMP dan PNG.

Ringkasan ringkas

Seperti mana-mana perniagaan, pengimbasan 3D memerlukan pengalaman dan kemahiran. Pada mulanya, agak sukar untuk menggerakkan pengimbas supaya objek kekal di kawasan kerja sepanjang masa, dan selain itu, untuk melakukannya dengan lancar dan tidak terlalu cepat. Dengan pengimbas pegun dan objek berputar pada dirian, tidak semuanya berjalan lancar dalam hal ini, terutamanya apabila sampel tidak semudah kotak. Hanya dengan pengalaman datang keupayaan untuk mengorientasikan pengimbas supaya objek berada di tengah-tengah bidang pandangannya. Dan, tentu saja, hanya dengan masa anda boleh belajar mengimbas objek tertentu dengan betul - permukaan gelap, rambut kerinting yang subur, kanak-kanak atau haiwan yang gelisah.

Kakitangan syarikat memberi jaminan kepada kami bahawa semua ini sedang dilakukan, dan tanpa banyak kerumitan; Tidak ada sebab untuk tidak mempercayainya: terdapat banyak contoh model terbaik yang dibuat oleh pengimbas Artec di laman web syarikat dan lebih banyak lagi di Internet - ia disiarkan oleh pemilik pengimbas. Tetapi ia masih perlu dikatakan: ia akan menjadi naif untuk mengharapkan pemilik pengimbas akan berjaya dalam segala-galanya sekaligus.

Anda boleh menguasai teknik bekerja di Artec Studio dengan lebih pantas. Tetapi di sini kadang-kadang masalah timbul untuk memilih antara apa yang perlu dan apa yang mencukupi, dan bukan sahaja dalam kes di atas dengan saiz tekstur, tetapi juga dengan jumlah data yang diperoleh pada peringkat pengimbasan. Ya, algoritma program akan membantu anda mendapatkan model yang sangat berkualiti walaupun tanpa maklumat tentang beberapa bahagian objek, tetapi di sini semuanya bergantung pada pengalaman pengendali: contohnya, walaupun orang yang paling mahir tidak akan dapat untuk memasang telinga atau hidung yang tidak diimbas. program terbaik. Oleh itu, pada peringkat awal menguasai teknik pengimbasan, adalah lebih baik untuk mendapatkan lebihan maklumat, terutamanya dalam kes di mana objek itu datang kepada anda untuk seketika dan tidak boleh diimbas semula kemudian. Tetapi anda perlu menggunakan data yang diterima secara selektif, tidak menggunakan semua imbasan yang diterima serentak, terutamanya apabila Artec Studio berjalan pada komputer yang tidak begitu berkuasa, jika tidak, masa pemprosesan pada setiap peringkat mungkin menjadi terlalu lama.

Walaupun kekurangan pengalaman istimewa dengan pengimbas 3D, kami masih membenarkan diri kami untuk menyatakan beberapa hasrat kepada pembangun syarikat.

Pertama sekali: masa port USB 2.0 akan berakhir; komputer moden, komputer riba dan papan induk mempunyai semakin sedikit port sedemikian, dan ia akan menjadi semakin sukar untuk mematuhi keperluan bahawa pengimbas tidak disambungkan ke USB 3.0. Tetapi port USB 3.1 telah pun muncul dan akan diperkenalkan semakin banyak setiap hari! Oleh itu, adalah sangat wajar untuk menyelesaikan isu ini dengan cepat, jika tidak dengan penggunaan penuh Keupayaan USB 3.0, maka sekurang-kurangnya dengan keserasian pengimbas dengan port sedemikian.

Kurang penting, tetapi lebih mudah untuk dilaksanakan, akan menjadi keinginan kedua kami: adalah agak logik dan kebiasaan untuk peranti dengan sumber kuasa sendiri untuk turut mempunyai suis kuasa. Ia bukan masalah penjimatan elektrik, walaupun di Barat, tidak seperti Rusia, pemaju berbangga dengan setiap watt jam yang disimpan. Hanya saja, mengendalikan pengimbas, walaupun dalam mod siap sedia, semasa rehat antara imbasan (yang boleh berpuluh-puluh minit atau bahkan berjam-jam) hampir tidak boleh dianggap sebagai satu keperluan, dan mematikan kuasanya dengan mencabut kabel dari alur keluar bukanlah perkara yang paling penting. penyelesaian yang mudah.

Apakah ciri bahagian dan bagaimana ia mempengaruhi kerumitan pengimbasan:

1. Saiz

3. Bahagian bahan

Permukaan hitam, berkilat, lutsinar memerlukan penggunaan awal semburan tikar. Oleh itu, semua produk yang diperbuat daripada logam, kaca, plastik hitam atau perak tertakluk kepada tikar. Semburan kering, membentuk lapisan kapur nipis di permukaan, yang kemudiannya mudah dikeluarkan dengan kain atau berus tanpa merosakkan produk. Telefon bimbit dan peralatan lain juga diimbas menggunakan tikar tanpa menjejaskan fungsinya.

Permukaan matte putih dianggap sesuai untuk pengimbasan.

Contoh: mengaitkan pemantul lampu berkilat.

4. Bersih dan permukaan rata

Jika permukaan bahagian kotor, berkarat atau berminyak, ia perlu dibersihkan terlebih dahulu untuk memastikan pengimbasan berkualiti tinggi. Oleh itu, kami meminta pelanggan menyediakan bahagian untuk pengimbasan lebih awal.

Permukaan berliang atau tidak rata, terdapat banyak serpihan semasa pembuatan (kimpalan, artifak dan penyelewengan yang diperoleh semasa tuang) - masa tambahan untuk memproses model yang diimbas.

5. Konfigurasi bahagian dan topografi permukaan

Mudah dianggap sebagai pengimbasan berat sebelah bagi bahagian rata. Apabila memproses permukaan yang diimbas, ketebalan ditetapkan.

Bahagian yang besar memerlukan pengimbasan dari semua sisi dan terbalik. Pada masa yang sama, untuk jahitan automatik berkualiti tinggi, adalah penting bahawa dengan setiap imbasan baharu pengimbas "melihat" sebahagian daripada tanda dari imbasan sebelumnya. Oleh itu, bahagian dengan tepi tajam yang nipis menimbulkan kerumitan tambahan.

Tempat yang sukar dijangkau menimbulkan cabaran tertentu untuk pengimbasan. Lubang dalam dengan diameter dalaman dan benang, rongga dan bahagian lentur yang berbeza mungkin tidak jatuh ke dalam kawasan tontonan pengimbas dan tidak akan dipantulkan dalam model yang diimbas. Elemen sedemikian diukur dan diselesaikan secara manual.

Pengukuran manual dan kawalan ralat juga diperlukan dalam kes berikut:

• kehadiran elemen kritikal di bahagian (tempat duduk atau antara muka, dsb., di mana perlu untuk menunjukkan toleransi dan kesesuaian tertentu),
• menggunakan semburan tikar (yang mempunyai ketebalannya sendiri);
• ralat dalam kaedah pemprosesan bahagian yang diimbas (contohnya, penjajaran permukaan pada titik tengah).

Contoh: aci dengan sesondol (permukaan lengkung dengan dimensi kritikal, peningkatan kerumitan).

Topografi permukaan kompleks (sebilangan besar permukaan melengkung, elemen bahagian) tidak akan menjejaskan kerumitan pengimbasan, tetapi akan menjejaskan kerumitan pemprosesan, terutamanya apabila membina model pepejal.

Di samping itu, melukis bahagian sedemikian juga akan mengambil lebih banyak masa daripada melukis bahagian rata yang mudah.

Contoh: roda pemutar - tempat yang sukar dicapai untuk pengimbas, permukaan melengkung, terutamanya sukar apabila membina model keadaan pepejal.

Terdapat juga bahagian yang rata, kecil dan kelihatan mudah, tetapi disebabkan oleh bilangan dimensi yang besar (potongan, lubang, jejari), menyiapkan lukisan menjadi tugas intensif buruh. Dalam bahagian yang kelihatan mudah, seperti bilah, adalah perlu untuk membina sejumlah besar pandangan dan bahagian dalam lukisan.

Contoh: bingkai rata dengan jumlah yang besar lubang-lubang.

6. Keperluan untuk memperhalusi model 3d

Tugas memulihkan haus bahagian atau kehendak pelanggan untuk perubahan semestinya memerlukan pembinaan model CAD keadaan pepejal dengan pengubahsuaian reka bentuk.

Untuk menganggarkan kos mengimbas bahagian, hantar foto dan penerangan ringkas tentang tugas itu!

Pengimbas 3D ialah peranti khas yang menganalisis objek atau ruang fizikal tertentu untuk mendapatkan data tentang bentuk objek dan, jika boleh, penampilannya (contohnya, warna). Data yang dikumpul kemudiannya digunakan untuk mencipta model tiga dimensi digital objek ini.

Buat Pengimbas 3D membenarkan beberapa teknologi sekaligus, berbeza antara satu sama lain dalam kelebihan, keburukan, dan juga kos tertentu. Selain itu, terdapat beberapa sekatan ke atas objek yang boleh didigitalkan. Khususnya, kesukaran timbul dengan objek yang berkilat, lutsinar atau mempunyai permukaan cermin.

Jangan lupa bahawa pengumpulan data 3D adalah penting untuk aplikasi lain juga. Oleh itu, mereka diperlukan dalam industri hiburan untuk mencipta filem dan permainan video. Teknologi ini juga mendapat permintaan dalam reka bentuk industri, ortopedik dan prostetik, kejuruteraan terbalik, pembangunan prototaip, serta untuk kawalan kualiti, pemeriksaan dan dokumentasi artifak budaya.

Kefungsian

Sasaran Pengimbas 3D adalah untuk mencipta awan titik corak geometri pada permukaan objek. Titik-titik ini kemudiannya boleh diekstrapolasi untuk membina semula bentuk objek (suatu proses yang dipanggil pembinaan semula). Sekiranya data warna juga diperoleh, maka warna permukaan yang dibina semula juga boleh ditentukan.

Pengimbas 3D agak seperti kamera biasa. Secara khusus, mereka mempunyai medan penglihatan berbentuk kon dan hanya boleh menerima maklumat daripada permukaan yang tidak dikaburkan. Perbezaan antara kedua-dua peranti ini ialah kamera menghantar hanya maklumat tentang warna permukaan yang masuk ke dalam bidang pandangannya, tetapi Pengimbas 3D mengumpul maklumat tentang jarak di permukaan, yang juga dalam bidang penglihatannya. Oleh itu, "gambar" yang diperoleh menggunakan Pengimbas 3D, menerangkan jarak ke permukaan pada setiap titik dalam imej. Ini membolehkan anda menentukan kedudukan setiap titik dalam gambar dalam 3 satah sekaligus.

Dalam kebanyakan kes, satu imbasan tidak mencukupi untuk mencipta model lengkap objek. Beberapa operasi sedemikian akan diperlukan. Sebagai peraturan, bilangan imbasan yang baik dari arah yang berbeza akan diperlukan untuk mendapatkan maklumat tentang semua sisi objek. Semua hasil imbasan mesti dibawa ke dalam sistem koordinat biasa, satu proses yang dipanggil rujukan imej atau penjajaran, sebelum model lengkap dicipta. Keseluruhan prosedur ini daripada peta mudah dengan jarak ke model lengkap dipanggil saluran paip pengimbasan 3D.

Teknologi

Terdapat beberapa teknologi untuk mengimbas secara digital borang dan mencipta model 3D objek. Walau bagaimanapun, klasifikasi khas telah dibangunkan yang membahagikan Pengimbas 3D kepada 2 jenis: kenalan dan bukan kenalan. Sebaliknya, tanpa sentuhan Pengimbas 3D boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan lagi - aktif dan pasif. Beberapa teknologi mungkin termasuk dalam kategori peranti pengimbasan ini.

Mesin pengukur selaras dengan dua lengan pengukur tetap, saling berserenjang

Hubungi pengimbas 3D

Kenalan Pengimbas 3D memeriksa (menyiasat) objek secara langsung melalui sentuhan fizikal manakala objek itu sendiri kekal pada plat permukaan ketepatan, dikisar dan digilap ke tahap kekasaran permukaan tertentu. Jika objek yang diimbas tidak rata atau tidak boleh terletak dengan stabil pada permukaan mendatar, maka naib khas akan memegangnya.

Mekanisme pengimbas datang dalam tiga bentuk berbeza:

• Sebuah gerabak dengan lengan pengukur tetap diletakkan secara berserenjang, dan ukuran paksi berlaku semasa lengan meluncur di sepanjang gerabak. Sistem ini adalah optimum untuk permukaan melengkung rata atau cembung konvensional.
• Manipulator dengan komponen tetap dan penderia sudut berketepatan tinggi. Kedudukan hujung lengan pengukur memerlukan kompleks pengiraan matematik, mengenai sudut putaran sendi pergelangan tangan, serta sudut putaran setiap sendi tangan. Mekanisme ini sesuai untuk menyelidik ceruk atau ruang dalaman dengan lubang masuk kecil.
• Penggunaan serentak dua kaedah sebelumnya. Sebagai contoh, manipulator boleh digabungkan dengan gerabak, yang membolehkan anda memperoleh data 3D daripada objek besar yang mempunyai rongga dalaman atau permukaan bertindih.

CMM (mesin pengukur koordinat) ialah contoh utama hubungan Pengimbas 3D. Ia digunakan terutamanya dalam pembuatan dan boleh menjadi sangat tepat. Kelemahan CMM termasuk keperluan untuk sentuhan langsung dengan permukaan objek. Oleh itu, adalah mungkin untuk menukar item atau merosakkannya. Ini sangat penting apabila mengimbas item yang halus atau berharga, seperti artifak sejarah. Satu lagi kelemahan CMM berbanding kaedah pengimbasan lain ialah kelambatan. Menggerakkan lengan pengukur dengan probe dipasang boleh menjadi sangat perlahan. Hasil terpantas operasi CMM tidak melebihi beberapa ratus hertz. Pada masa yang sama, sistem optik, sebagai contoh, pengimbas laser, boleh beroperasi dari 10 hingga 500 kHz.

Contoh lain ialah probe pengukur pegang tangan yang digunakan untuk mendigitalkan model tanah liat untuk animasi komputer.

Peranti Lidar digunakan untuk mengimbas bangunan, batu, dsb., yang memungkinkan untuk mencipta model 3D daripadanya. Pancaran laser Lidar boleh digunakan dalam julat yang luas: kepalanya berputar secara mendatar dan cermin bergerak secara menegak. Pancaran laser itu sendiri digunakan untuk mengukur jarak ke objek pertama di laluannya.

Pengimbas aktif tanpa sentuh

Pengimbas aktif menggunakan jenis sinaran tertentu atau ringkasnya cahaya dan mengimbas objek melalui pantulan cahaya atau laluan sinaran melalui objek atau medium. Peranti sedemikian menggunakan cahaya, ultrasound atau x-ray.

Pengimbas masa penerbangan

Laser masa penerbangan Pengimbas 3D ialah pengimbas aktif yang menggunakan pancaran laser untuk memeriksa objek. Pengimbas jenis ini adalah berdasarkan kepada pencari jarak laser masa penerbangan. Sebaliknya, pencari jarak laser menentukan jarak ke permukaan objek berdasarkan masa perjalanan pergi balik laser. Laser itu sendiri digunakan untuk mencipta denyutan cahaya, manakala pengesan mengukur masa sehingga cahaya dipantulkan. Memandangkan kelajuan cahaya (c) ialah nilai malar, maka mengetahui masa yang diambil oleh rasuk untuk bergerak ke sana ke mari, anda boleh menentukan jarak di mana cahaya telah bergerak; ia akan menjadi dua kali jarak antara pengimbas dan permukaan objek. Jika (t) ialah masa penerbangan pergi balik pancaran laser, maka jaraknya akan sama dengan (c*t\2). Ketepatan masa pancaran laser penerbangan Pengimbas 3D bergantung pada seberapa tepat kita boleh mengukur masa (t) itu sendiri: 3.3 picoseconds (anggaran) diperlukan untuk laser bergerak 1 milimeter.
Pencari jarak laser menentukan jarak hanya satu titik dalam arah tertentu. Oleh itu, peranti mengimbas keseluruhan medan pandangannya satu titik pada satu masa, sambil menukar arah pengimbasan. Anda boleh menukar arah pencari jarak laser sama ada dengan memutar peranti itu sendiri atau menggunakan sistem cermin berputar. Kaedah terakhir sering digunakan, kerana ia lebih cepat, lebih tepat, dan juga lebih mudah digunakan. Contohnya, masa penerbangan Pengimbas 3D boleh mengukur jarak dari 10,000 hingga 100,000 mata dalam satu saat.
Peranti masa penerbangan juga tersedia dalam konfigurasi 2D. Ini terutamanya berkaitan kamera masa penerbangan.

Pengimbas triangulasi

Prinsip operasi penderia triangulasi laser. Dua kedudukan objek ditunjukkan.

Awan titik dicipta menggunakan triangulasi dan jalur laser.

Laser triangulasi Pengimbas 3D juga merujuk kepada pengimbas aktif yang menggunakan pancaran laser untuk menyiasat objek. Seperti masa penerbangan Pengimbas 3D peranti triangulasi menghantar laser ke objek pengimbasan, dan kamera berasingan merekodkan lokasi titik di mana laser terkena. Bergantung pada sejauh mana laser bergerak merentasi permukaan, satu titik muncul di lokasi yang berbeza dalam medan pandangan kamera. Teknologi ini dipanggil triangulasi kerana titik laser, kamera dan pemancar laser itu sendiri membentuk sejenis segitiga. Panjang satu sisi segi tiga ini diketahui - jarak antara kamera dan pemancar laser. Sudut pemancar laser juga diketahui. Tetapi sudut kamera boleh ditentukan oleh lokasi titik laser dalam medan pandangan kamera. 3 penunjuk ini menentukan sepenuhnya bentuk dan saiz segi tiga dan menunjukkan lokasi sudut titik laser. Dalam kebanyakan kes, untuk mempercepatkan proses pemerolehan data, jalur laser digunakan dan bukannya titik laser. Oleh itu, Majlis Penyelidikan Kebangsaan Kanada adalah antara organisasi saintifik pertama yang membangunkan asas teknologi pengimbasan laser triangulasi pada tahun 1978.

Kebaikan dan keburukan pengimbas

Kedua-dua pengimbas masa penerbangan dan triangulasi mempunyai kekuatan dan kelemahan mereka sendiri, yang menentukan pilihan mereka untuk setiap situasi tertentu. Kelebihan peranti masa penerbangan ialah ia sesuai secara optimum untuk operasi pada jarak yang sangat jauh, sehingga beberapa kilometer. Ia sesuai untuk mengimbas bangunan atau ciri geografi. Pada masa yang sama, kelemahan mereka termasuk ketepatan ukuran. Lagipun, kelajuan cahaya agak tinggi, jadi apabila mengira masa yang diperlukan rasuk untuk menutup jarak ke dan dari objek, beberapa ralat mungkin berlaku (sehingga 1 mm). Dan ini menjadikan keputusan imbasan anggaran.

Bagi pencari julat triangulasi, keadaannya adalah sebaliknya. Julat tindakan mereka hanya beberapa meter, tetapi ketepatannya agak tinggi. Peranti sedemikian boleh mengukur jarak dengan ketepatan berpuluh-puluh mikrometer.

Ketepatan pengimbas masa penerbangan terjejas secara negatif dengan memeriksa tepi objek. Satu nadi laser dihantar dan dipantulkan dari dua tempat sekaligus. Koordinat dikira berdasarkan kedudukan pengimbas itu sendiri, dan nilai purata dua pantulan pancaran laser diambil. Ini menyebabkan titik ditakrifkan di lokasi yang salah. Apabila menggunakan pengimbas resolusi tinggi, kemungkinan pancaran laser akan terkena tepi objek meningkat, tetapi hingar akan muncul di belakang tepi, yang akan menjejaskan hasil imbasan secara negatif. Pengimbas rasuk kecil boleh menyelesaikan masalah pengimbasan tepi, tetapi ia mempunyai julat terhad, jadi lebar rasuk akan melebihi jarak. Terdapat juga perisian khas yang membolehkan pengimbas melihat hanya pantulan pertama pancaran, sambil mengabaikan yang kedua.

Dengan kelajuan 10,000 mata sesaat, pengimbas resolusi rendah akan mengatasi tugas itu dalam beberapa saat. Tetapi untuk pengimbas resolusi tinggi, anda perlu melakukan beberapa juta operasi, yang akan mengambil masa beberapa minit. Perlu dipertimbangkan bahawa data mungkin diherotkan jika objek atau pengimbas bergerak. Jadi, setiap titik ditetapkan pada titik masa tertentu di tempat tertentu. Jika objek atau pengimbas bergerak di angkasa, hasil pengimbasan akan menjadi palsu. Oleh itu, adalah sangat penting untuk memasang kedua-dua objek dan pengimbas pada platform tetap, dan mengurangkan kemungkinan getaran kepada minimum. Oleh itu, mengimbas objek dalam gerakan boleh dikatakan mustahil. Walau bagaimanapun, baru-baru ini terdapat penyelidikan aktif tentang cara mengimbangi kesan getaran pada herotan data.

Ia juga patut mempertimbangkan hakikat bahawa apabila mengimbas dalam satu kedudukan untuk masa yang lama, perubahan sedikit dalam pengimbas mungkin berlaku disebabkan oleh perubahan suhu. Jika pengimbas dipasang pada tripod dan satu sisi pengimbas terdedah kepada cahaya matahari yang kuat, tripod akan mengembang dan data imbasan secara beransur-ansur akan menjadi herot dari satu sisi ke sisi yang lain. Walau bagaimanapun, sesetengah pengimbas laser mempunyai pemampas terbina dalam yang menghalang sebarang pergerakan pengimbas semasa operasi.

Holografi konoskopik

Dalam sistem konoskopik, pancaran laser ditayangkan ke permukaan objek, selepas itu pancaran dipantulkan sepanjang laluan yang sama, tetapi melalui kristal konoskopik, dan ditayangkan ke CCD (peranti bergandingan cas). Hasilnya ialah sampel pembelauan, dari mana jarak ke permukaan objek boleh ditentukan menggunakan analisis frekuensi. Kelebihan utama holografi konoskopik ialah hanya satu laluan rasuk diperlukan untuk mengukur jarak, yang membolehkan anda menentukan, sebagai contoh, kedalaman lubang kecil.

Pengimbas laser pegang tangan

Pengimbas laser pegang tangan mencipta imej 3D menggunakan prinsip triangulasi yang diterangkan di atas. Pancaran atau jalur laser dipancarkan ke objek daripada pemancar pegang tangan, dan penderia (selalunya CCD atau pengesan sensitif koordinat) mengukur jarak ke permukaan objek. Data dikumpul mengenai sistem dalaman koordinat dan oleh itu untuk mendapatkan keputusan jika pengimbas sedang bergerak, lokasi peranti mesti ditentukan dengan tepat. Ini boleh dilakukan menggunakan objek spatial asas pada permukaan yang diimbas (elemen reflektif melekat atau ciri semula jadi) atau melalui kaedah penjejakan luaran. Kaedah terakhir sering mengambil bentuk penjejak laser (menyediakan penderia kedudukan) dengan kamera terbina dalam (untuk menentukan orientasi pengimbas). Anda juga boleh menggunakan fotogrametri, yang disediakan oleh 3 kamera, yang memberikan pengimbas enam darjah kebebasan (keupayaan untuk membuat pergerakan geometri dalam ruang tiga dimensi). Kedua-dua teknik biasanya menggunakan LED inframerah yang disambungkan kepada pengimbas. Mereka dipantau oleh kamera melalui penapis yang memastikan kegigihan pencahayaan ambien (pantulan cahaya dari permukaan yang berbeza).

Data imbasan dikumpul oleh komputer dan direkodkan sebagai titik dalam ruang tiga dimensi, yang, selepas diproses, ditukar menjadi jaringan triangulasi. Sistem reka bentuk bantuan komputer kemudian mencipta model menggunakan B-spline rasional tidak seragam, NURBS (bentuk matematik khas untuk mencipta lengkung dan permukaan). Pengimbas laser pegang tangan boleh menggabungkan data ini dengan penderia cahaya nampak pasif yang menangkap tekstur dan warna permukaan, membolehkan penciptaan atau kejuruteraan terbalik model 3D.

Cahaya berstruktur

Pengimbas 3D, bekerja menggunakan teknologi cahaya berstruktur, mewakili unjuran grid cahaya terus ke objek, ubah bentuk corak ini ialah model objek yang diimbas. Grid ditayangkan ke objek menggunakan projektor LCD atau sumber cahaya malar lain. Kamera yang terletak sedikit di sisi projektor menangkap bentuk rangkaian dan mengira jarak ke setiap titik dalam medan pandangan.
Pengimbasan cahaya berstruktur masih merupakan bidang penyelidikan yang aktif, dengan cukup banyak kertas penyelidikan yang dikhaskan untuknya setiap tahun. Peta yang ideal juga didapati berguna sebagai corak cahaya berstruktur yang boleh menyelesaikan masalah pematuhan dan membenarkan bukan sahaja pengesanan ralat tetapi juga pembetulan.

Kelebihan Pengimbas 3D menggunakan cahaya berstruktur dalam kelajuan dan ketepatan operasinya. Daripada mengimbas satu titik pada satu masa, pengimbas berstruktur mengimbas beberapa titik secara serentak atau keseluruhan medan pandangan sekaligus. Mengimbas keseluruhan medan pandangan mengambil masa sepersekian saat, dan profil yang dihasilkan adalah lebih tepat daripada triangulasi laser. Ini menyelesaikan sepenuhnya masalah rasuah data yang disebabkan oleh gerakan. Di samping itu, beberapa sistem sedia ada mampu mengimbas walaupun objek bergerak dalam masa nyata. Sebagai contoh, VisionMaster, sistem pengimbasan 3D, mempunyai kamera 5 megapiksel, yang mana setiap bingkai mengandungi 5 juta titik.

Pengimbas masa nyata menggunakan unjuran tepi digital dan teknologi peralihan fasa (salah satu teknik untuk menggunakan cahaya berstruktur), yang membolehkan anda menangkap, membina semula dan mencipta model komputer dengan ketumpatan perincian tinggi objek berubah secara dinamik (contohnya, muka ekspresi) pada 40 bingkai setiap berikan saya satu saat. Baru dibuat jenis baru pengimbas. Pelbagai model boleh digunakan dalam sistem ini. Kadar bingkai untuk menangkap dan memproses data mencapai 120 bingkai sesaat. Pengimbas ini juga boleh memproses permukaan individu. Contohnya, 2 lengan bergerak. Menggunakan kaedah nyahfokus binari, kelajuan penangkapan boleh mencapai ratusan atau bahkan ribuan bingkai sesaat.

Cahaya termodulat

menggunakan Pengimbas 3D Berdasarkan cahaya termodulat, pancaran cahaya yang diarahkan pada objek sentiasa berubah. Selalunya cahaya berubah dalam gelombang sinus. Kamera merakam cahaya yang dipantulkan dan menentukan jarak ke objek, dengan mengambil kira laluan yang dilalui oleh pancaran cahaya. Cahaya termodulat membolehkan pengimbas mengabaikan cahaya daripada sumber selain laser, dengan itu mengelakkan gangguan.

Teknik volumetrik

Ubat

Computed tomography (CT) ialah teknik pengimejan perubatan khas yang mencipta imej tiga dimensi bahagian dalam objek menggunakan satu siri besar sinar-X dua dimensi. Pengimejan resonans magnetik berfungsi pada prinsip yang sama - satu lagi teknik pengimejan dalam perubatan, yang dibezakan oleh imej yang lebih kontras pada tisu lembut badan daripada CT. Oleh itu, MRI digunakan untuk mengimbas otak, sistem muskuloskeletal, sistem kardiovaskular, dan mencari onkologi. Teknik ini menghasilkan model voxel volumetrik yang boleh divisualisasikan, dimanipulasi dan ditukar kepada permukaan 3D tradisional menggunakan algoritma pengekstrakan isosurface.

Pengeluaran

Walaupun MRI, CT atau mikrotomografi lebih aktif digunakan dalam perubatan, ia juga digunakan secara aktif dalam bidang lain untuk mendapatkan model digital objek dan persekitarannya. Ini penting, sebagai contoh, untuk ujian tidak merosakkan bahan, kejuruteraan terbalik atau kajian sampel biologi dan paleontologi.

Pengimbas pasif bukan sentuh

Pengimbas pasif tidak memancarkan cahaya, sebaliknya, mereka menggunakan cahaya yang dipantulkan dari kawasan sekeliling. Kebanyakan pengimbas jenis ini direka untuk mengesan cahaya yang boleh dilihat, kerana ini adalah yang paling banyak pandangan yang boleh diakses sinaran persekitaran. Jenis sinaran lain, seperti inframerah, mungkin juga terlibat. Kaedah pengimbasan pasif agak murah, kerana dalam kebanyakan kes mereka tidak memerlukan peralatan khas, hanya kamera digital biasa.
Sistem stereoskopik melibatkan penggunaan dua kamera video yang terletak di tempat yang berbeza, tetapi dalam arah yang sama. Dengan menganalisis perbezaan dalam setiap tangkapan kamera, jarak ke setiap titik dalam imej boleh ditentukan. Kaedah ini pada dasarnya serupa dengan penglihatan stereoskopik manusia.

Sistem fotometrik biasanya menggunakan satu kamera yang menangkap berbilang bingkai di bawah semua keadaan pencahayaan. Kaedah ini cuba mengubah model objek untuk membina semula permukaan pada asas piksel demi piksel.

Teknik siluet menggunakan garis besar daripada gambar berurutan objek tiga dimensi pada latar belakang yang berbeza. Siluet ini diekstrusi dan diubah untuk mencipta cangkerang objek yang boleh dilihat. Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak membenarkan ceruk pengimbasan dalam objek (contohnya, rongga dalam mangkuk).

Terdapat kaedah lain yang bergantung kepada pengguna untuk menemui dan mengenal pasti ciri dan bentuk tertentu objek, bergantung pada banyak imej objek yang berbeza, yang membolehkan seseorang mencipta model anggaran objek itu. Kaedah sedemikian boleh digunakan untuk penciptaan cepat model objek tiga dimensi bentuk yang ringkas, sebagai contoh, bangunan. Ini boleh dilakukan menggunakan salah satu aplikasi perisian: D-Sculptor, iModeller, Autodesk ImageModeler atau PhotoModeler.

Jenis ini Pengimbasan 3D berdasarkan prinsip fotogrametri. Selain itu, teknik ini serupa dalam beberapa cara untuk fotografi panorama, kecuali gambar subjek diambil dalam ruang tiga dimensi. Dengan cara ini, anda boleh menyalin objek itu sendiri, dan bukannya mengambil satu siri foto dari satu titik dalam ruang tiga dimensi, yang akan membawa kepada rekreasi persekitaran objek.

Pembinaan semula

Dari awan titik

Titik awan yang mencipta Pengimbas 3D, boleh digunakan secara langsung untuk pengukuran atau visualisasi dalam bidang seni bina dan kejuruteraan.
Walau bagaimanapun, kebanyakan aplikasi menggunakan model B-spline rasional, NURBS atau CAD boleh edit yang tidak seragam (juga dikenali sebagai model pepejal) dan bukannya model 3D poligon.

• Model jejaring poligon: Dalam perwakilan bentuk poligon, permukaan melengkung terdiri daripada banyak permukaan rata kecil dengan tepi (contoh utama ialah bola disko). Model poligon sangat diperlukan untuk visualisasi dalam bidang pembuatan proses automatik - sistem automatik untuk penyediaan teknologi pengeluaran (contohnya, pemprosesan mekanikal). Pada masa yang sama, model sedemikian agak "berat" (menampung sejumlah besar data) dan agak sukar untuk diedit dalam format ini. Pembinaan semula kepada model poligon melibatkan pencarian dan menggabungkan titik bersebelahan dengan garis lurus sehingga permukaan berterusan terbentuk. Untuk melakukan ini, anda boleh menggunakan beberapa berbayar dan program percuma(MeshLab, Kubit PointCloud untuk AutoCAD, 3D JRC Reconstructor, ImageModel, PolyWorks, Rapidform, Geomagic, Imageware, Rhino 3D, dll.).
• Model Permukaan: Kaedah ini mewakili tahap kecanggihan seterusnya dalam bidang pemodelan. Ini menggunakan satu set permukaan melengkung yang memberikan objek anda bentuknya. Ini boleh menjadi NURBS, T-Spline atau objek melengkung lain dari topologi. Menggunakan NURBS, sebagai contoh, mengubah sfera kepada persamaan matematiknya. Sesetengah aplikasi memerlukan pemprosesan manual model, tetapi program yang lebih maju juga menawarkan mod automatik. Pilihan ini bukan sahaja lebih mudah untuk digunakan, tetapi juga menyediakan keupayaan untuk mengubah suai model apabila mengeksport ke sistem reka bentuk bantuan komputer (CAD). Model permukaan boleh diedit, tetapi hanya dengan cara arca. Bentuk organik dan artistik sesuai untuk pemodelan. Kemungkinan pemodelan permukaan dibentangkan dalam program Rapidform, Geomagic, Rhino 3D, Maya, T Splines.
• Model CAD volumetrik: Dari perspektif kejuruteraan dan pembuatan, jenis pemodelan ini ialah bentuk pendigitalan lengkap bagi model CAD parametrik. Lagipun, CAD ialah "bahasa" biasa industri untuk menerangkan, mengedit dan mengekalkan bentuk aset perusahaan. Contohnya, dalam CAD, sfera boleh diterangkan oleh fungsi parametrik yang boleh diedit dengan mudah dengan menukar nilainya (katakan, jejari atau titik tengah).

Model CAD ini bukan sekadar menerangkan cangkerang atau bentuk objek, tetapi ia juga membantu untuk menjelmakan niat reka bentuk (iaitu, fungsi kritikal dan hubungannya dengan fungsi lain). Contoh niat reka bentuk yang tidak dinyatakan dalam bentuk ialah bolt dram brek bersirip, yang mesti sepusat dengan lubang di tengah dram. Nuansa ini menentukan urutan dan kaedah mencipta model CAD, jadi jurutera, dengan mengambil kira ciri-ciri ini, akan membangunkan bolt yang tidak terikat pada diameter luar, tetapi sebaliknya ke tengah. Oleh itu, untuk mencipta model CAD sedemikian, anda perlu mengaitkan bentuk objek dengan niat reka bentuk.

Terdapat beberapa pendekatan untuk mendapatkan model CAD parametrik. Sesetengahnya melibatkan hanya mengeksport permukaan NURBS, meninggalkan jurutera CAD untuk menyelesaikan pemodelan (Geomagic, Imageware, Rhino 3D). Yang lain menggunakan data imbasan untuk mencipta model yang boleh diedit dan boleh disahkan ciri yang boleh diimport sepenuhnya ke dalam CAD dengan pokok berfungsi sepenuhnya utuh, menyediakan gabungan lengkap bentuk dan niat reka bentuk model CAD (Geomagic, Rapidform). Walau bagaimanapun, aplikasi CAD lain cukup berkuasa untuk memanipulasi bilangan titik atau model poligon yang terhad dalam persekitaran CAD (CATIA, AutoCAD, Revit).

Daripada satu set kepingan 2D

Pembinaan semula 3D otak atau bola mata berdasarkan keputusan CT berlaku menggunakan imej DICOM. Keistimewaannya ialah kawasan di mana udara atau tulang dengan ketumpatan tinggi dipaparkan dibuat telus, dan bahagiannya ditindih dalam selang penjajaran bebas. Lingkaran luar biomaterial yang mengelilingi otak terdiri daripada kulit tisu lembut dan otot di bahagian luar tengkorak. Semua bahagian dibuat pada latar belakang hitam. Memandangkan ia adalah imej 2D yang ringkas, apabila dilipat satu ke satu apabila dilihat, sempadan setiap kepingan hilang disebabkan ketebalan sifarnya. Setiap imej DICOM adalah kepingan kira-kira 5 mm tebal.

Pengimbas CT, CT industri, MRI atau microCT tidak mencipta awan titik, tetapi kepingan 2D (dipanggil "tomogram"), yang ditindih antara satu sama lain, menghasilkan sejenis model 3D. Terdapat beberapa cara untuk melakukan imbasan sedemikian, bergantung pada hasil yang diingini:

• Penyampaian volum: Bahagian objek yang berbeza biasanya mempunyai ambang dan ketumpatan skala kelabu yang berbeza. Berdasarkan ini, model tiga dimensi boleh dibina secara bebas dan dipaparkan pada skrin. Pelbagai model boleh dibuat daripada ambang yang berbeza, membenarkan warna yang berbeza mewakili bahagian tertentu objek. Penyampaian volum paling kerap digunakan untuk menggambarkan objek yang diimbas.
• Pembahagian imej: Apabila struktur berbeza mempunyai nilai ambang atau skala kelabu yang serupa, ia mungkin tidak boleh dipisahkan hanya dengan menukar parameter pemaparan volum. Penyelesaian kepada masalah itu ialah segmentasi - prosedur manual atau automatik yang akan membuang struktur yang tidak perlu daripada imej. Program khas yang menyokong pembahagian imej membolehkan anda mengeksport struktur tersegmen ke format CAD atau STL, yang akan membolehkan anda terus bekerja dengannya.
• Mesh berdasarkan analisis imej: Apabila data imej 3D (CFD dan FEA) digunakan untuk analisis komputer, hanya membahagikan data dan mencipta mesh daripada fail CAD boleh memakan masa yang agak lama. Di samping itu, beberapa data imej biasa mungkin tidak sesuai untuk topologi yang kompleks. Penyelesaiannya terletak pada meshing berasaskan analisis imej, proses automatik untuk menjana penerangan geometrik data imbasan yang tepat dan realistik.

Permohonan

Pemprosesan dan pengeluaran bahan

Pengimbasan 3D laser menerangkan kaedah umum untuk mengukur atau mengimbas permukaan menggunakan teknologi laser. Ia digunakan di beberapa kawasan sekaligus, berbeza terutamanya dalam kuasa laser yang digunakan dan hasil pengimbasan itu sendiri. Kuasa laser yang rendah diperlukan apabila permukaan yang diimbas seharusnya tidak terjejas, contohnya, jika ia hanya perlu didigitalkan. Pengimbasan laser confocal atau 3D ialah kaedah yang memberikan maklumat tentang permukaan yang diimbas. Satu lagi aplikasi kuasa rendah melibatkan sistem unjuran yang menggunakan cahaya berstruktur. Ia digunakan untuk metrologi satah sel suria yang melibatkan pengiraan voltan dengan daya pemprosesan lebih daripada 2,000 wafer sejam.

Kuasa laser yang digunakan untuk pengimbasan laser peralatan dalam industri ialah 1W. Tahap kuasa biasanya 200mW atau kurang.

Industri Pembinaan

• Kawalan robot: pengimbas laser bertindak sebagai "mata" robot
• Lukisan terbina jambatan, perusahaan perindustrian, monumen
• Mendokumentasikan Tapak Bersejarah
• Pemodelan dan susun atur tapak
• Kawalan kualiti
• Pengukuran kerja
• Pembinaan semula lebuh raya
• Menanda bentuk/keadaan sedia ada untuk mengenal pasti perubahan struktur selepas kejadian melampau - gempa bumi, impak kapal atau trak, kebakaran.
• Penciptaan GIS (Sistem Maklumat Geografi), peta dan geomatik
• Mengimbas tanah bawah dalam lombong dan lompang karst
• Dokumentasi mahkamah

Faedah pengimbasan 3D

Mencipta model 3D dengan mengimbas mempunyai kelebihan berikut:

• Meningkatkan kecekapan apabila bekerja dengan bahagian dan bentuk yang kompleks
• Menyumbang kepada reka bentuk produk apabila perlu menambah bahagian yang dibuat oleh orang lain.
• Jika model CAD menjadi lapuk, pengimbasan 3D akan menyediakan versi yang dikemas kini
• Menggantikan bahagian yang hilang atau hilang

Industri hiburan

Pengimbas 3D digunakan secara meluas dalam industri hiburan untuk mencipta model 3D digital dalam pawagam dan permainan video. Jika model yang dicipta mempunyai analog di dunia nyata, maka pengimbasan akan membolehkan anda mencipta model tiga dimensi dengan lebih pantas daripada membangunkan model yang sama melalui pemodelan 3D. Selalunya, artis mula-mula mengukir model fizikal, yang kemudiannya diimbas untuk menghasilkan setara digital, dan bukannya perlu mencipta model sedemikian pada komputer.

Pembangunan terbalik (kejuruteraan terbalik)

Kejuruteraan songsang bagi komponen mekanikal memerlukan model digital yang sangat tepat bagi objek yang perlu dicipta semula. Ini adalah alternatif yang baik untuk menukar banyak titik model digital kepada jejaring poligon, menggunakan set permukaan NURBS yang rata dan melengkung, atau, sesuai untuk komponen mekanikal, mencipta model CAD 3D. Pengimbas 3D boleh digunakan untuk memodelkan objek secara digital yang berubah bentuk secara bebas. Serta konfigurasi prismatik, yang mana mesin pengukur koordinat biasanya digunakan. Ini akan membolehkan anda menentukan saiz mudah model prismatik. Data ini diproses selanjutnya menggunakan program kejuruteraan terbalik khas.

Percetakan 3D

Pengimbas 3D juga digunakan secara aktif dalam bidang percetakan 3D, kerana ia membolehkan anda mencipta model 3D yang agak tepat dalam masa yang singkat pelbagai objek dan permukaan yang sesuai untuk pemprosesan dan pencetakan seterusnya. Kedua-dua kaedah pengimbasan kenalan dan bukan kenalan digunakan dalam bidang ini, kedua-dua kaedah mempunyai kelebihan tertentu.

Warisan budaya

Contoh menyalin objek sebenar menggunakan pengimbasan 3D dan pencetakan 3D. Terdapat banyak projek penyelidikan, yang dijalankan menggunakan pengimbasan tapak bersejarah dan artifak untuk mendokumentasikan dan menganalisisnya. Penggunaan gabungan pengimbasan 3D dan pencetakan 3D memungkinkan untuk meniru objek sebenar tanpa memerlukan tuangan plaster tradisional, yang dalam banyak kes boleh merosakkan artifak warisan budaya yang berharga atau halus. Arca rajah di sebelah kiri telah didigitalkan menggunakan pengimbas 3D, dan data yang terhasil telah ditukar dalam program MeshLab. Model 3D digital yang terhasil telah dicetak menggunakan mesin prototaip pantas, yang membolehkan penciptaan replika kehidupan sebenar objek asal.

Michelangelo

Terdapat banyak projek penyelidikan yang telah dijalankan menggunakan pengimbasan tapak bersejarah dan artifak untuk mendokumentasikan dan menganalisisnya.

Pada tahun 1999, 2 kumpulan penyelidikan berbeza mula mengimbas patung Michelangelo. Universiti Stanford, bersama pasukan yang diketuai oleh Mark Levoy, menggunakan pengimbas triangulasi laser konvensional yang dicipta oleh Cyberware khusus untuk mengimbas patung Michelangelo di Florence. Khususnya, David yang terkenal, "Slaves" dan 4 lagi patung dari gereja Medici. Imbasan dilakukan pada ketumpatan titik 0.25 mm, mencukupi untuk melihat tanda pahat Michelangelo. Imbasan terperinci sedemikian memerlukan mendapatkan sejumlah besar data (kira-kira 32 gigabait). Ia mengambil masa kira-kira 5 bulan untuk memprosesnya.

Pada masa yang sama, kumpulan penyelidik dari IBM bekerja, diketuai oleh H. Raschmeyer dan F. Bernardini. Mereka berhadapan dengan tugas mengimbas arca Florentine Pietà untuk mendapatkan kedua-dua data geometri dan maklumat warna. Model digital, yang diperoleh daripada imbasan Universiti Stanford, telah digunakan sepenuhnya pada tahun 2004 untuk memulihkan lagi patung itu.

Permohonan dalam perubatan CAD/CAM

Pengimbas 3D digunakan secara aktif dalam ortopedik dan pergigian untuk mencipta bentuk 3D pesakit. Mereka secara beransur-ansur menggantikan teknologi gypsum yang sudah lapuk. Perisian CAD/CAM digunakan untuk mencipta prostesis dan implan.
Ramai doktor gigi menggunakan CAD/CAM serta pengimbas 3D untuk menangkap permukaan 3D produk pergigian (in vivo atau in vitro), untuk mencipta model digital menggunakan teknik CAD atau CAM (contohnya, untuk mesin pengilangan di bawah CNC kawalan (numerik kawalan perisian), serta pencetak 3D). Sistem sedemikian direka untuk memudahkan proses pengimbasan 3D ubat dalam keadaan semula jadi dengan pemodelan selanjutnya (contohnya, untuk mahkota, pengisian atau tatahan).

Jaminan Kualiti dan Metrologi Perindustrian

Pendigitalan objek dunia sebenar adalah sangat penting dalam pelbagai bidang aplikasi. Pengimbasan 3D digunakan secara meluas dalam industri untuk memastikan kualiti produk, contohnya, untuk mengukur ketepatan geometri. Kebanyakannya semua proses perindustrian, seperti pemasangan, agak kompleks, ia juga sangat automatik dan biasanya berdasarkan CAD ( reka bentuk berbantukan komputer data). Masalahnya ialah tahap automasi yang sama diperlukan untuk jaminan kualiti. Contoh yang menarik ialah pemasangan automatik kereta moden, kerana ia terdiri daripada banyak bahagian yang mesti sepadan dengan satu sama lain.
Tahap prestasi optimum dijamin oleh sistem jaminan kualiti. Bahagian logam geometri memerlukan pemeriksaan khas, kerana ia mesti saiz yang betul, padankan antara satu sama lain untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai.
Dalam proses yang sangat automatik, hasil pengukuran geometri dihantar ke mesin yang menghasilkan objek yang sepadan. Disebabkan oleh geseran dan proses mekanikal lain, model digital mungkin berbeza sedikit daripada item sebenar. Untuk menangkap dan menilai penyimpangan ini secara automatik, bahagian yang dikilangkan mesti diimbas semula. Untuk tujuan ini, pengimbas 3D digunakan, yang mencipta model sampel yang membandingkan data yang diperolehi.
Proses membandingkan data 3D dan model CAD dipanggil perbandingan CAD, dan boleh menjadi kaedah yang berguna untuk menentukan tahap acuan dan kehausan mesin, ketepatan pemasangan akhir, analisis koyakan, dan luas permukaan isipadu bahagian yang dibuka. Pada masa ini, pengimbas triangulasi laser, peranti yang menggunakan cahaya berstruktur dan pengimbasan kenalan adalah teknologi terkemuka yang digunakan untuk tujuan perindustrian. Kaedah pengimbasan kenalan, walaupun ia adalah yang paling perlahan, adalah pilihan yang paling tepat.