Skanowanie to szybki sposób na odwzorowanie obiektu rzeczywistego i zapisanie go w postaci cyfrowej.

1200x800.jpg

SKANOWANIE 3D

W RZEŹBIARSTWIE

IDEALNA KOPIA

Kształtowanie surowego materiału takiego jak kamień, drewno czy metal do form wyrażających zamiar artysty czy rzemieślnika towarzyszy nam od wielu stuleci. Rzeźbiarstwu zawsze towarzyszyła technologia i wraz ze zmieniającymi się narzędziami czy technologiami następowała zmiana w podejściu do wykonania kolejnego dzieła. W dzisiejszych, coraz bardziej konsumpcyjnych czasach zmieniają się wagi cech produktu, który chcemy wytworzyć. Coraz częściej istotne jest wyprodukowanie większej ilości sztuk danego produktu w krótkim czasie niż jego unikatowość i ślad udziału artysty w jego wytworzeniu. Zachwyt nad ręcznie wykonaną rzeźbą będzie towarzyszył nam jeszcze długi czas, jednak konkurencja dla artysty w postaci automatycznych procesów wytwarzania "dzieł sztuki" nie śpi i rozwija się w bardzo szybkim tempie. Do tworzenia sztuki przez maszyny jeszcze daleka droga, warto zauważyć, że już dziś możemy wytworzyć idealną kopię dowolnego obiektu skracając czas wytworzenia kolejnej sztuki kilkunastokrotnie w porównaniu do tego ile czasu zajęło to artyście.

 

Pierwszym i najważniejszym etapem wytworzenia kolejnego egzemplarza jest ... pomiar 3D. Musimy znać geometrię obiektu. Nowoczesne techniki skanowania 3D z użyciem skanerów laserowych umożliwiają wykonanie wiernej kopii obiektów każdego obiektu będącego obiektem zainteresowania pracowni rzeźbiarskich czy ich Klientów. Wysoka rozdzielczość skanów 3D czyli mała odległość pomiędzy zarejestrowanymi punktami w chmurze punktów (nawet do kilku mikronów) sprawia, że wszystkie detale są bardzo wyraziste, a duża dokładność odwzorowania punktów gwarantuje, poprawność rejestracji punktów. Mając do dyspozycji odpowiedni skaner 3D można w łatwy sposób stworzyć precyzyjny cyfrowy model rzeźby w skali 1:1. Dysponując skanerem rejestrującym kolor obiektu, możemy od razu przygotować cyfrową prezentację 3D produktu i zamieścić go na stronie internetowej by więcej zachęcić do jego zakupu.

TECHNOLOGIA ZAMIAST RĘKODZIEŁA

Rzeźby to szczególnie wdzięczny obiekt do skanowania dla skanerów 3D. Przede wszystkim ze względu na matowość materiału oraz różnorodną geometrię. Dlaczego to istotne? Skanery optyczne mierzące obiekt w procesie triangulacji odbitego światła rejestrowanego przez kamery nie są w stanie odczytać tej informacji w przypadku gdy światło nie odbija się od skanowanego obiektu lub zostaje pochłonięte przez kolor obiektu. Tak się dzieje w przypadku powierzchni błyszczących (polerowany metal) lub zupełnie czarnych. Problem ten w dość dużym stopniu rozwiązują skanery laserowe ze światłem niebieskim, który ze względu na swoje właściwości umożliwia wykonaniu skanu takiej powierzchni bez jej matowienia. 

Z kolei różnorodna geometria pozwala oprogramowaniu skanera łatwiej dopasować do siebie kolejne skany jedynie na podstawie kształtu. Można to porównać do składania większego kadru z mniejszych zdjęć. Łączenie skanów 3D odbywa się poprzez dopasowanie do siebie tych samych kształtów obiektu. Jeśli obiekt jest płaski lub posiada powtarzające się wzory oprogramowanie dopasuje nam podobny kształt do poprzedniego podobnego kształtu mimo, że wykonaliśmy skan w innym miejscu na obiekcie.

Te cechy powodują, że skanowanie rzeźb jest łatwe, szybkie i przyjemne.

SKANOWAĆ, SKANOWAĆ W 3D

Jak podejść do skanowania rzeźb by w szybkim czasie uzyskać oczekiwane rezultaty? Oczywiście dobierając odpowiedni sprzęt do wykonania zadania. Jak z każdym urządzeniem dużą rolę odgrywają umiejętności operatora i doświadczenie, jednak bez odpowiedniego skanera 3D osiągnięcie założonych efektów może okazać się niemożliwe. 

Nasze duże doświadczenie na polu skanowania 3D rzeźb pozwoliło wypracować najbardziej optymalne podejście w zależności od parametrów skanowanego obiektu. 

ODPOWIEDNIE PODEJŚCIE

JAKI SKANER WYBRAĆ ?

Trochę Teorii. Aby dokonać odpowiedniego wyboru rozwiązania do naszych potrzeb musimy wziąć pod uwagę 3 główne czynniki: 

  • dokładność

  • mobilność

  • budżet

 

Dokładność. Chcąc osiągnąć dużą dokładność odwzorowania możemy zdecydować się na rozwiązania mobilne lub stacjonarne. Rozważając rozwiązania mobilne możemy wybrać skanery laserowe (np. Scantech modele HSCAN, PRINCE KSCAN) bądź światła strukturalnego (np. Artec Space Spider). Skanery laserowe 3D wymagają zwykle odpowiedniego przygotowania obiektu do pomiaru tj. naklejenia markerów jednak dzięki temu zabiegowi i dokładności lasera efekty są na najwyższym poziomie.

Mobilność. W przypadku skanerów światła strukturalnego skanowanie jest procesem mniej czasochłonnym. Obiekty o zróżnicowanej geometrii zazwyczaj nie wymagają użycia markerów, a w przypadku obiektów matowych praktycznie włączamy skaner i zaczynamy skanować.

Budżet. Chcąc zachować wysoką dokładność skanowania 3D przy ograniczonym budżecie możemy zdecydować się na rozwiązanie stacjonarne. Są to zazwyczaj rozwiązania oparte o światło strukturalne (np. Polyga modele L6, Carbon). Ze względu na potrzebę zmiany pozycji obiektu lub skanera do pełnego zeskanowania modelu proces ten wymaga więcej czasu niż przy rozwiązaniach mobilnych. Efekty skanowania w przypadku rozwiązań stacjonarnych dorównują mobilnym skanerom laserowym. 

Więcej praktyki. W części praktycznej podzielmy obiekty pod względem wielkości. W przypadku małych obiektów, jesteśmy w stanie pogodzić szybkość z precyzją stosując skaner ręczny Artec Space Spider. Ten skaner światła strukturalnego ze względu na swoją wysoką rozdzielczość pozwala dokładnie zeskanować sprawnie obiekty do 40 cm z zachowaniem realistycznej tekstury. Jeśli mamy więcej czasu, a obiekt możemy zabrać ze sobą do pracowni wtedy możemy skorzystać z rozwiązań stacjonarnych skanera Polyga Carbon czy Compact. Łączą one w sobie wysoką precyzję odwzorowania z zdecydowanie niższym budżetem. Specjalne obiekty błyszczące, których nie możemy pokryć żadnym preparatem matującym skanujemy skanerami laserowymi Scantech serii HSCAN lub PRINCE. 

Jeśli zależy nam na szybkim zeskanowaniu średniegp lub dużego obiektu (powyżej 50 cm) bądź obiekt jest trudno dostępny warto rozważyć rozwiązanie takie jak Artec EVA lub LEO, które w znakomity sposób radzą sobie  z takimi obiektami z zachowaniem dużej wyrazistości kształtów. Zapewnia to tryb HD, w który umożliwia zwiększenie rozdzielczości skanów do 0,2 mm. Jeśli odwzorowanie szczegółów nie jest wystarczające możemy się posiłkować miejscowym skanowaniem z użyciem Artec Space Spider. Oprogramowanie Artec Studio pozwala na swobodne łączenie danych pochodzących z wszystkich produktów producenta. Skanowanie średnich i dużych obiektów skanerami stacjonarnymi jest możliwe, jednak wymaga dużo większej ilości czasu i często sprawia więcej trudności jeśli obiekt znajduje się na dużej wysokości. W przypadku obiektów błyszczących tej wielkości używamy skanerów Scantech serii KSCAN.

PRZYKŁAD PROJEKTU

Kolejnymi krokami do stworzenia fizycznej kopii rzeźby jest wybór techniki powielenia. Tutaj wyznacznikiem jest wybór materiału i dokładność modelu końcowego. Możemy wybrać metody wytwarzania addytywnego np. druk 3D lub metodą subtraktywną np. frezowanie CNC.

Najczęściej wykorzystywaną metodą do kopiowania wytworzonych rzeź jest wytworzenie form gipsowych. Dzięki wydrukom 3D w szybki i łatwy sposób wytworzyć taką właśnie formę. W zależności od wielkości, dokładności i potrzebnego materiału wydruk może trwać od kilku do kilkudziesięciu godzin pracy maszyny. Mając wydrukowany obiekt możemy wykonać na nim odlew gipsowy bez ingerencji w oryginał.  Bezdotykowe kopiowanie rzeźby jest szczególnie istotne w przypadku dzieł unikatowych bądź obiektów zabytkowych. 

Formę do naszego odlewu można wykonać również na frezarce CNC. To najczęściej używana metoda w przypadku pracy z drewnem.