Что такое сканер вообще, наверняка знает каждый пользователь компьютера. Это устройство, с помощью которого можно не просто скопировать изображение, но и создать его «цифровой аналог», то есть занести в память компьютера. Но что делать, если есть необходимость создать «цифровой аналог» не обычной фотографии или рисунка, а самого что ни на есть объемного предмета, к тому же приличных размеров?
Для этого тоже нужен сканер, но не самый обычный, а 3D лазерный сканер, способный проанализировать объект и сразу же создать его модель в столь популярном в последнее время 3D формате.
Цель исследования: изучить программу трехмерного сканирования объектов DAVID 3 LS.
Задачи исследования: применить данный способ практически с помощью 3D-редактора Mesh Magic 3D; провести описание работы.
Новизна и практическая значимость: популярность вспомогательного оборудования для трехмерной печати. Возможность создания 3d сканер своими руками, в условиях ограниченного бюджета.
Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках). Проще всего достать красные модули, но подойдут и зелёные, белые или синие.
Нам понадобились: ноутбук, лазерный модуль, веб-камера, бумага, принтер, картон или лист фанеры, а также специальный софт.
Мы одолжили лазерный уровень, который заведомо менее опасен из-за небольшой мощности излучения, да и не придётся заморачиваться с организацией питания и выключателя: вставил батарейку — и работай.
Рис.1. Материалы для создания 3d сканера
Необходимо, чтобы веб-камера поддерживала WDM или DirectShow и выдавала хотя бы 30 FPS при разрешении 640x480. Можно взять камеру похуже, но и результат будет соответствующий. Чем выше поддерживаемое разрешение и частота кадров, тем лучше, но и нагрузка на ПК в этом случае будет заметнее. Мы же воспользовались веб-камерой iSlim 320.
Рис.2. Веб-камера iSlim 320
Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель. Это давно известная утилита DAVID-Laserscanner. Полноценная версия программы стоит 21050 рублей. Демоверсия практически полноценна, но не позволяет сохранять готовую 3D-модель. Перед каждым новым сканированием процесс калибровки придётся повторять. Я помещал сканируемый объект в калибровочный угол (можно на подставку) и переходил в раздел 3D Laser Scanning.
Рис.3. Автор за работой над проектом
Объект должен находиться в центре изображения камеры, а слева и справа обязательно должны быть видны части калибровочного угла. Чтобы убедиться в этом, включаем лазер и наводим его на образец — на изображении должна быть видна линия как слева и справа, так и на самом объекте. Обратите внимание, что просканировать полупрозрачный или прозрачный образец не получится, матовые объекты гораздо лучше подходят для сканирования.
Рис.4. Просканированный бюст А.С.Пушкина
Готовую модель можно экспортировать в тот же obj-формат и открыть в 3D-редакторе MeshMagic 3D для окончательной доводки до ума и подготовки к печати.
Естественно, точную копию сканируемого объекта получить не удастся. Во-первых, DAVID-Laserscanner особенно трудно даются различные хитрые выемки или полости. Во-вторых, для воспроизведения очень мелких узоров на поверхности (например, частой насечки) требуется высокое разрешение камеры и как можно более тонкая линия лазера. В-третьих, при сканировании в любом случае получаются пропуски, которые программа пытается заполнить, основываясь на положении близлежащих точек.
Рис.5. Слияние сканированного чорона
Из проведенного исследования можно сделать следующий вывод.
3D-технологии с каждым годом все глубже проникают в нашу жизнь.
Мир становится более сложным и требует углубленной подготовки специалистов в самых разных сферах. Одним из наиболее значимых направлений подготовки сегодня является использование возможностей 3D-сканирования. 3D-сканеры могут быть полезны студентам самых разных специальностей: инженерам-конструкторам, инженерам, специалистам музейного дела, реставраторам, студентам медвузов, дизайнерам, художникам. После своего исследования я пришел к выводу, что разработка качественных программ 3D моделирования и сканирования очень интересное направление для изучения и на стадии обучения нужно внедрять новые дисциплины, организовывать работу учебных центров, оснащенных перспективным техническим оборудованием.
Литература:
- http://www.3dnews.ru/621383
- 3D-сканирование ddm-lab.ru
- www.laser-portal.ru › Лазерные системы
- www.navgeocom.ru/solutions/nazemnoe-lazernoe-skanirovanie
- www.gfk-leica.ru/tehnologii/lazernoe_skanirovanie/
