​3D сканирование. Тахеометрический 3D сканер.

3D сканирование объектов достаточно новая услуга. 3D сканеры в продаже появились в середине 2000-х годов, а разработка их велась с 90-х годов. Сама же технология появилась 80-х годах прошлого века.

3D сканеры применяются в направлениях деятельности, где необходимо получить точную копию физического объекта в цифровом виде (3D модель объекта). Это не только вся промышленность (например, легкая и тяжелая промышленность, автопромышленность, авиастроение, судостроение), но и медицина, культура и искусство, и т.д. 3д сканирование может быть применено везде, где необходимо оперативно создать 3D модель любого статичного 3D объекта.

Назначением 3D сканеров является формирование трехмерной (3D) цифровой модели физического объекта с заранее определенной точностью данных. Точность 3D сканирования зависит от типа и параметров оборудования, которым оно производится, самого объекта 3д сканирования.

При заказе услуги 3D сканирования следует знать, что 3D съемка имеет некоторые особенности. Прежде всего - объект 3D сканирования должен быть статичен. Не маловажным является и то, что качество 3D сканирования зависит и от самого объекта 3D сканирования. Он должен обладать поверхностью, на которой будет четко видна подсветка, создаваемая 3D сканером. Если же объект 3d сканирования не соответствует этому требованию, то применяют специализированные покрытия, которые формируют на объекте пленку с белой матовой поверхностью. Может применяться любой состав, дающий эффект светлой матовой поверхности.

Какой 3D сканер выбрать для выполнения задачи по 3D сканированию определяют цели 3D сканирования: необходимая точность 3D сканирования, необходимый исходящий формат данных 3D сканирования, дальнейшее назначение и применение результата 3d сканирования.

По принципу своей работы 3D сканеры различаются незначительно.

3D сканеры разделяют на три основных вида по принципу подсвета объекта 3D сканирования: 3d сканеры с лазерным подсветом, 3D сканеры со структурированным подсветом, тахеометрические 3D сканеры.

Любой профессиональный 3d сканер обладает двумя камерами, либо одной камерой с модифицированным объективом, разделяющим изображение на стереоскопическое, системой «Подсветки» объекта 3D сканирования, системой постобработки данных 3D сканирования.

В зависимости от технических характеристик матриц камер 3D сканера и детализации подсвета зависит точность цифровой 3D модели, полученной в результате 3D сканирования.

Характеристиками, отражающими точность 3D сканера, являются точность одной точки, либо! одного полигона. Эта небольшая хитрость вводит в заблуждение конечных пользователей 3d сканеров и их клиентов, меняя представление об ожидаемом результате 3D сканирования. Следует уточнять данную характеристику перед заказом услуги 3d сканирования.

В зависимости от типа сканера и размера объекта 3D сканирования этот параметр может варьироваться от 0.5 мм до 10 мм.

Тахеометрический сканер является наименее точным. Изначально тахеометрические 3D сканеры использовались исключительно для картографии. Сейчас же сфера их применения расширилась – это крупные 3D объекты, геодезия, съемка внутренних пространств помещений.

Тахеометрический 3D сканер осуществляет съемку путем подсветки лазером и поворота головного устройства 3D сканера под определенными углами. На сканере присутствуют датчики расстояния до объекта. 3D сканер самостоятельно обрабатывает данные и формирует облако точек окружающей его обстановки.

Минусами тахеометрического 3D сканирования являются наименьшая точность и результат исходящих данных. Результатом тахеометрического 3D сканирования является облако точек, которое необходимо в дальнейшем обрабатывать, и на его основании формировать полигональную 3D модель.

Несомненными плюсами тахеометрического 3D сканера являются - скорость 3D сканирования и очень большая площадь съемки (до 360 градусов с углом обзора в 120 градусов).

Обработка данных 3D сканирования производится в специализированном программном обеспечении, которое прилагается к 3D сканеру, специализированном программном обеспечении для реинжиниринга. Также в некоторых CAD-системах присутствует функциональность для обработки данных 3D сканирования.

Как говорилось ранее, результатом 3D сканирования объекта в разных системах сканирования является облако точек или полигональной 3D модель. Для тахеометрических сканеров результат сканирования, как правило, - облако точек.

Следует обратить внимание на то, что в случае необходимости дальнейшей работы именно с данными 3D сканирования (например, реинжиниринг объекта, 3D печать и т.д.) необходимо на основании облака точек формировать полигональную 3D модель. К примеру, вы не сможете распечатать на 3D принтере только что отсканированное здание. Для этого вам понадобится перевести сначала облако точек в полигональную 3D модель (STL), что сложно без наличия определенного опыта. Поэтому если вы не являетесь профессионалом, то необходимо отдавать предпочтение системам 3d сканирования, которые исходящим форматом данных имеют полигональную 3D модель (STL).

Применение тахеометрического 3D сканирования оправдано на крупных объектах, когда либо не возможно, либо очень трудоемко использовать другие виды 3D сканеров – зданиях, крупных сооружениях (например, мостах), крупной технике (например, самолеты типа boing 777), внутренних габаритов помещений зданий, судов, самолетов, съемки местности с авиатранспортного средства для составления рельефных карт и т.д.