Skanery 3D

Skaner 3D przenosi obraz obiektu przestrzennego na ekran komputera w postaci trójwymiarowej siatki skonstruowanej w oparciu o zebrane punkty z powierzchni przedmiotu. Skanowanie odbywa się poprzez odczytanie współrzędnych punktów skanowanego obiektu za pomocą skanera dotykowego lub bezdotykowego.

Skanery 3D dotykowe:  

​

• pomiary wymagają kontaktu głowicy pomiarowej ze skanowanym obiektem, metoda ma zatem charakter inwazyjny,

• analiza kształtu przedmiotu odbywa się przy pomocy specjalnej sondy na ramieniu pomiarowym,

• metoda wymaga dużej ilości czasu, jednak bardzo dokładna,

• zastosowanie:  przy projektach wymagających precyzji pomiarów, jak projekty inżynierskie przy kontroli jakości wytworzonych produktów,

​

Skanery 3D bezdotykowe:

​

• jest to metoda nieinwazyjna ponieważ nie wymaga kontaktu z powierzchnią skanowanego obiektu.

• przedmioty znajdują się w określonej odległości od skanera,

• pomiary odbywają się przez rejestrację odbitej wiązki świetlnej (światła strukturalnego, lasera, itp) i obliczanie ich odległości na zasadzie triangulacji,

• zastosowanie:  w przypadku obiektów delikatnych oraz dużych o niedostępnych powierzchniach. 

​

Skanery 3D światła strukturalnego lub laserowego:

• skanery takie mają wbudowaną matrycę rejestrującą współrzędne skanowanego przedmiotu,

• umożliwiają zebranie kompletnej informacje o wyglądzie i geometrii obiektu o dużej dokładności,

• wśród skanerów wykorzystujących tę właśnie metodę jest skaner składający się z wielu aparatów typu lustrzanek. Skanowanie przebiega na zasadzie fotografii i odtwarzania kształtów, wielkości i wzajemnego położenia punktów na podstawie powstałych zdjęć. Zaletą takiego skanera jest szybkość oraz możliwość zamrożenia ruchu.

​

Skaner 3D po zebraniu wszystkich potrzebnych informacji z powierzchni przedmiotu tworzy plik zawierający chmurę punktów. Są tam zapisane informacje o umieszczeniu tych punktów w przestrzeni trójwymiarowej, zapisanej w postaci układu współrzędnych XYZ. Po odczytaniu i przetworzeniu danych zapisanych przez skaner, przy użyciu specjalnych systemów CAD można stworzyć gotowy przestrzenny model bryłowy lub powierzchniowy.

​

Zastosowanie skanerów 3D jest bardzo szerokie tj.

​

• inżynieria lądowa (np. pomiary geodezyjne, odwzorowanie ukształtowania terenu, pomiary przestrzenne dużych konstrukcji). Skanowanie 3D ma szerokie zastosowanie w zwłaszcza w konserwacji zabytków i archeologii, w przypadku inwentaryzacji budowlano-konserwatorskich.

• inżynieria przemysłowa, inżynieria produkcji (np. pomiary hal produkcyjnych, modelowanie i optymalizacja stanowisk pracy, badanie, ocena i kosztorysowanie szkód powypadkowych, tworzenie, katalogowanie i analiza konstrukcji elementów oraz części maszyn pod kątem możliwości powtórnego wykorzystania).

• kryminologia, kryminalistyka – skanowanie i analiza kryminologiczna miejsca zbrodni. Dokumentacja miejsca zbrodni lub wypadku jest sporządzana w oparciu o skaner przestrzenny. Dane ze skanera pozwalają określić wymiary skanowanego miejsca czy też odległości pomiędzy poszczególnymi przedmiotami. Połączenie skanowania przestrzennego z fotogrametrią pozwala zbudować wirtualny trójwymiarowy model miejsca zbrodni.

• medycyna – skanowanie artefaktów kości w obrębie jamy ustnej lub innych części ciała celem dopasowania np. protez zębowych, ubytków kostnych. Zastosowanie skanera przestrzennego pozwala w znaczący sposób zmniejszyć czas oczekiwania na odbudowę ubytku zębowego. Uzyskane informacje w postaci obrazu trójwymiarowego służą do przygotowania komputerowego, przestrzennego modelu uzębienia. Skanery mogą być również wykorzystywane w profilaktyce związanej np. z wadami postaw u dzieci w wieku szkolnym – ułatwiają diagnostykę.

• kultura i sztuka – tworzenie wirtualnych galerii sztuki prezentujących trójwymiarowe modele dzieł sztuki. Skanowanie 3D obiektów muzealnych pozwala na ich publikację w Internecie i dostęp do nich z dowolnego miejsca na świecie. Technika ta pozwala na dokładne obejrzenie eksponatu z każdej strony, ocenę najdrobniejszych szczegółów i detali.

• moda – skanowanie powierzchni ciała człowieka celem optymalnego doboru ubiorów, stylizacja i wizualizacja fryzur, makijażu itd. Z zalet skanowania 3D korzystają również projektanci mody, którzy używają skanera przestrzennego podczas projektowania m.in. damskiej bielizny (np. projektowanie damskiego biustonosza). W przypadku skanowania ciała technologia skanowania 3D będzie miała największe zastosowanie podczas dokonywania zakupów odzieży przez Internet.

• kontrola jakości – np. wykrywanie błędów w trakcie procesu produkcyjnego. Skanery 3D umożliwiają wykonywanie szybkiej i dokładnej oceny kształtu powierzchni części znajdujących się np.: na taśmie przenośnika. Technikę skanowania 3D można również wykorzystać w systemach kontroli jakości odkuwek i matryc, których głównym odbiorcą jest przemysł motoryzacyjny.

• rozrywka – multimedialne zabawy dla dzieci np. X-Box.

• rolnictwo – skanowanie pól uprawnych, zwierząt.

• przemysł obronny, kosmiczny itp.