Verzija 3D skenera sa dvije kamere. Rotacione mašine i stolovi za izradu skenera

Dobar dan, mozak! Domaće o kojem će biti riječi u ovom članku je laserski 3D skener otvorenog koda pod nazivom "FabScan", razvijen, inače, kao diplomski rad.

Njegov korpus skener mozga Napravio sam ih od MDF listova i još nekoliko pričvršćivača, a da pokažem šta sam dobio odlučio sam napisati ovaj vodič.

Pa idemo!

Korak 1: Trebamo

Šta "FabScan" preporučuje:
— Arduino Uno
- A4988 drajver koračnog motora
— štit za 3D-skener "FabScan"
— 5mW laserski modul
- NEMA 17 bipolarni koračni motor (200 koraka)
- napajanje 12V, 1A
- web kamera Logitech C270
– materijal za telo (4 lista medijapana 60x30x0.5cm, detaljnije ovde)

Šta sam koristio:
— Arduino Uno
- NEMA 17 koračni motor (200 koraka)
- L298N drajver za koračni motor
– laserski modul od 5mW (crveni snop)
- napajanje 12V, 2A
- web kamera Logiteck C270

Korak 2: Izgradnja trupa

Izrezali smo dijelove karoserije od medijapana, ja sam za te svrhe koristio dremel i sastavio ga. Ovaj postupak nije jednostavan, jer za ispravno skeniranje moždana komora, motor i laserski modul moraju biti pravilno postavljeni.

Korak 3: Povezivanje elektronike

Sasvim je jednostavno: montiramo FabScan štit na Arduino, a već na štit instaliramo drajver u prvi konektor za motor. Na izlazne kontakte povezujemo koračni motor i laserski modul na analogni pin A4 i na kraju spojite napajanje i USB kabel. Više detalja o ovome.

Ako koristite komponente sa moje liste, onda trebate povezati L298 drajver na pinove 10, 11, 9, 8 na Arduinu (možete ih promijeniti ako želite), a laserski modul također na pin A4. Zatim povežite napajanje i USB kabl.

Korak 4: Kod

Evo koda za zanati od razvojnog tima, a koji se može preuzeti na Arduino direktno iz pretraživača pomoću dodatka Codebender. Da biste to učinili, morate instalirati ovaj dodatak i kliknuti na dugme "Run on Arduino", čime se pokreće "fill" direktno iz prozora koda.

Napomena: Ako koristite opciju "Isprobajte Ubuntu", provjerite jesu li vaše datoteke napravljene sigurnosne kopije prije isključivanja računara!

Na osnovu gornjih fotografija uradite sljedeće:

- odaberite serijski port (SerialPort)
- postavite kameru
- zatim "File" - "Control Panel"
- pokrenite detektovanje lasera bez stavljanja ništa u štampač i izaberite "omogući"
- Kliknite na "Dohvati okvir" i uvjerite se da plava horizontalna linija dodiruje vrh gramofona, a žuta horizontalna linija dodiruje dno gramofona. Žuta okomita linija treba da prolazi kroz sredinu okruglog okretnog stola. Neusklađena kamera će proizvesti iskrivljene skenirane slike!

Nakon podešavanja, zatvorite prozor kontrolne table, stavite objekat u skener i pritisnite dugme „pokreni skeniranje“.

Savjet: Možete izmijeniti konfiguracijsku datoteku iz configuration.xml razvojnog tima slijedeći .

Pohranjivanje rezultirajuće 3D slike:

Kada skeniranje mozga Kada završite, rezultujuća 3D slika se može sačuvati kao 3D pointcloud .pcd ili .ply fajlovi. Možete sačuvati i kao 3D stl datoteku, ali to ne radi na svim platformama. Možete otvoriti datoteku sa skeniranim objektom odabirom "File" - "OpenPointCloud".

— uvjerite se da datoteka sa skeniranim ima ekstenziju .ply
— otvorite datoteku u MeshLab-u i izračunajte normale (Filteri/Skup tačaka/Izračunaj normale za skupove tačaka)
— ponovo kreirati površine pomoću Poissonove rekonstrukcije (Filteri/Skup tačaka/Rekonstrukcija površine: Poisson).
To je sve! I svima moždana sreća!

To je analog poznatog laserskog skenera FabScan, koji je razvio Franz Engelmann. Kao kutiju za takav skener, autor je koristio MDF, što se tiče punjenja, takođe se malo razlikuje od originala.

Original je program za Arduino, preuzet je iz originalnog projekta.

Materijali i alati za izradu skenera:

4 lista MDF-a 600X300 mm, debljine 5 mm (potrebni su za izradu kućišta);
- koračni motor (NEMA 17 za 200 koraka);
- drajver za koračni motor L298N;
- laserski modul od 5 mW (koristi ga proizvođač Red Line);
- za napajanje uređaja potreban vam je izvor od 12 V - 2 A;
- model web kamere Logiteck C270.

Originalna domaca koristi drajver steper motora A4988, a sto se tice steper motora, ovo je takodje NEMA 17. Inace, elementi domace su potpuno isti kao u originalnoj verziji.

Proces proizvodnje skenera:

Prvi korak. Pravljenje tela
Cijeli proces izrade kućišta za skener možete vidjeti na fotografiji. Najvažnija stvar u ovom poslu je tačnost. Modul laserskog koračnog motora i web kamera moraju biti jasno smješteni na pravim mjestima, u skladu sa projektom.

Drugi korak. Priključujemo električnu opremu

Postoje dva načina za povezivanje opreme, ovo je sa štitom i bez njega. Pogledajmo detaljnije svaku od ovih opcija.

Priključak bez štitnika
Ako se odluči sastaviti uređaj bez upotrebe štita, tada se izlazi koračnog motora L298 spajaju na Arduino pinove s brojevima 10, 11, 9, 8. U principu, možete koristiti druge pinove, ali ćete morati napraviti promjene na skici.
Što se laserskog modula tiče, on mora biti spojen na pin A4 na Arduino kontroleru. Nakon toga možete spojiti USB kabel i napajanje.

Veza sa štitom
Morate instalirati FabScan shield na Arduino. Što se tiče drajvera koračnog motora, on mora biti ugrađen na šine koje su predviđene za to. Pinovi koračnog motora su povezani sa odgovarajućim iglama na štitu.
Laserski modul mora biti spojen na pin A4 na Arduinu. To je sve, nakon toga spojite napajanje i USB kabel.

Treći korak. Instaliranje skice
Sada morate preuzeti i instalirati službenu skicu za FabScan. Da biste flešovali Arduino, morate preuzeti Codebender dodatak, a zatim kliknuti na dugme "Run on Arduino". U ovom slučaju, skica se može instalirati direktno putem preglednika sa službene stranice.

Ako štit nije korišten, tada morate kliknuti na dugme Uredi i zatim dodati sljedeće redove:

const int stepsPerRevolution = 200; // promijenite ovaj parametar da prilagodite broj koraka po okretu osovine vašeg koračnog motora

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 10, 11,8,9);
Zamijenite funkciju step():

myStepper.setSpeed(1);

myStepper.step(1);

Četvrti korak. Softver za skener
Da biste instalirali program, potrebno je da preuzmete sliku "FabScan Ubuntu Live DVD", nakon instalacije će se pojaviti softver FabScan.

Program treba da izvrši neka podešavanja:

Prvo morate odabrati SerialPort;
- zatim odaberite Kamera;
- nakon toga File - Control Panel;
- zatim kliknite detektiraj laser i odaberite "omogući" (ne morate stavljati nikakve objekte ispred lasera);
- pa, sada pritisnite "Fetch Frame", dok plava horizontalna linija treba da dodiruje dno rotirajućeg stola. Žuta linija treba da bude u sredini tabele. Ako je kamera pogrešno instalirana, kvalitet slike će biti loš.

To je to, program je postavljen. Sada možete staviti neki predmet u skener, a zatim pritisnuti dugme Start Scan.

Korak peti. Čuvanje slike
Nakon što se objekt skenira, slika se može sačuvati u .pcd ili .ply formatu. Također možete spremiti u stl formatu, ali to već ovisi o korištenoj platformi.
Da biste otvorili objekt koji je ranije sačuvan, potrebno je da odaberete Datoteka - OpenPointCloud.

FabScan je DIY 3D laserski skener otvorenog koda.

Početak projekta položen je tokom izrade diplomskog projekta od strane Francisa Engelmanna. Zvanična stranica projekta se nalazi.

Na osnovu ovog projekta razvijen je analog, koji se razmatra u članku. MDF se koristi za boks. Elektronsko punjenje je također nešto drugačije.

Program za Arduino je preuzet iz originalnog projekta. Dakle, hvala FabScan timu na odličnom 3D skeneru otvorenog koda!

Pa počnimo.

Potrebne komponente

Detalji i sklopovi za originalni FabScan projekat:

• Pogon koračnog motora A4988;
• Shield FabScan;
• NEMA 17 bipolarni koračni motor (200 koraka);
• Napajanje 12 V - 1 A;
• Web kamera Logitech C270.

Za kućište su vam potrebna 4 lista MDF-a. Dimenzije - 600 mm x 300 mm. Debljina - 5 mm. Detaljnije informacije.

Dijelovi i sklopovi korišteni u ovom priručniku:

• (200 koraka);
• Pogon koračnog motora L298N;
• 5 mW laserski modul - proizvođač Red Line;
• Napajanje 12 V - 2 A;
• Web kamera Logiteck C270.

Odnosno, jednostavno nećemo koristiti FabScan štit i koristiti drugi upravljački modul koračnog motora

Razvoj kućišta za 3D skener

Proces i rezultat razvoja tijela našeg 3D skenera prikazani su na fotografijama. Glavna poteškoća je najpreciznija instalacija kamere, laserskog modula i koračnog motora. Ukoliko želite da sebi olakšate život, ove dijelove možete naručiti za 35 eura.

Sastavljanje 3D skenera

1. Sa štitom.

Instalirajte FabScan shield na Arduino. A4988 drajver koračnog motora je montiran na predviđenim šinama. Koračni motor je spojen na odgovarajuće pinove na štitu. Laserski modul je povezan na analogni pin A4. Nakon toga možete spojiti napajanje i USB kabel. Detaljnije upute se nalaze.

2. Bez štita.

Ako odlučite da sastavite skener bez upotrebe štita, povežite L298 drajver koračnog motora na pinove 10, 11, 9, 8 na Arduinu (u principu, ovi pinovi se mogu mijenjati odgovarajućim izmjenama na skici). Laserski modul je povezan na pin A4 na Arduinu. Sve. Možete spojiti napajanje i USB kabel.

Skica za Arduino

Važna napomena! Ako koristite opciju "Isprobajte Ubuntu", pobrinite se da sačuvate svoje datoteke prije nego što isključite računar!

Slijedite upute, a fotografije su date u nastavku:

• Odaberite SerialPort;
• Odaberite Camera;
• File - Control Panel;
• Kliknite na detektovanje lasera (još nemojte postavljati nijedan predmet ispred skenera) i izaberite "omogući";
• Kliknite na "Dohvati okvir" i uvjerite se da plava horizontalna linija dodiruje vrh gramofona, a žuta horizontalna linija dotiče dno gramofona. Osim toga, žuta okomita linija mora biti poravnata sa središtem gramofona. Ako je kamera pogrešno instalirana, rezultat skeniranja neće biti jasan!

Nakon podešavanja, zatvorite prozor, postavite objekat u 3D skener i kliknite na dugme Start Scan.

Napomena: Za više informacija o postavljanju datoteke configuration.xml pogledajte ovaj vodič.

Čuvanje 3D slike

Kada je proces 3D skeniranja završen, možete sačuvati skenirani 3D objekat sa ekstenzijom .pcd ili .ply. Takođe možete sačuvati kao 3D stl fajl, ali ova funkcija nije dostupna na svim platformama. Možete otvoriti prethodno skenirani i sačuvani objekt odabirom Datoteka - OpenPointCloud.

Šta je sledeće?

Možete koristiti MeshLab za obradu skeniranog 3D objekta i štampanje na 3D štampaču!

Prilikom obrade datoteke u MeshLabu:

1. Uvjerite se da ste objekt spremili kao .ply datoteku.

2. Otvorite datoteku pomoću MeshLab-a.

3. Izračunajte normale u MeshLab-u (Filteri/Postavi tačaka/Izračunaj normale).

4. Nakon toga obnovite površinu koristeći Poissonovu rekonstrukciju (Filteri/Set tačaka/Rekonstrukcija površine: Poisson)

Konačna sastavljena struktura prikazana je na fotografiji ispod.

Video originalnog FabScan 3-D skenera:

Veliko hvala FabScan timu na neverovatnom open-source Arduino skeneru!!!

Ostavite svoje komentare, pitanja i podijelite svoje lično iskustvo ispod. U diskusiji se često rađaju nove ideje i projekti!

Prvo pitanje će biti administraciji, zašto nema naslova "3d-skeniranje"?

Drugo pitanje će biti upućeno zajednici i prodavcima: zašto na internetu ima tako malo informacija o uređajima koji koštaju čak pola automobila (a u nekim slučajevima i skuplji)? Ako postoji, uglavnom je na forumima na engleskom jeziku, nije svaka osoba u stanju da adekvatno percipira govorni/slengovski engleski. Stoga sam se prije svega suočio sa gotovo potpunim nedostatkom informacija o ovoj temi. To me je djelimično spasilo pa sam čak i ćaskala sa autorom preko skajpa i on mi je mnogo toga objasnio, ali je onda otišao na dugi odmor i ja sam ostao sam sa svojom zadrugom koja je u prvom nastupu izgledala ovako:

Za osnovu je uzet ACER p1500 projektor sa FullHD rezolucijom, koliko ja znam, ovaj projektor se koristi u nekim skupim skenerima (nećemo spominjati imena), stativ za foto/video opremu, kutak 10*40 , web kamera (više o tome u nastavku). Najpristupačniji softver za čitav ovaj posao je, naravno, DAVID, jer postoji besplatna verzija sa ograničenom funkcionalnošću.

Izboru kamere treba pristupiti pažljivo, prije svega, morate obratiti pažnju na prisutnost autofokusa, ne bi trebao biti, ili bi trebao biti isključen, ili bi trebao biti konfiguriran u ručnom načinu rada, bio je na zadnjem napominjemo da sam izabrao Defender G-lense hd 720, ali, kako se kasnije ispostavilo, to je bio jedini plus u njemu, softversko punjenje i softver nisu prošli ni prvi test:

Naravno, bio sam zapanjen takvim skeniranjem :) Pokušaj da nešto podesim na ovoj web kameri je generalno besmislen i jako sam se uznemirio oko 2000 rubalja bačenih u vetar, onda sam se sjetio da imam Logitech c270 negdje od potpuno beskorisnog montaža BQ skenera, posao je s njim, bilo je zabavnije i prvi razuman sken skupljen u gomilu ispao je ovako:

Rezultat je već mnogo bolji, a sve je u softveru koji dolazi uz kameru, Logitech ima dovoljno podešavanja, jedna ekspozicija se isplati, što rješava problem treperenja. Ali imala je jedan minus, fokus je bio fabrički postavljen od 40 cm do beskonačnosti, što mi očito nije odgovaralo. Našao sam informacije na internetu da se može podesiti, samo treba rastaviti i otkinuti konac od ljepila na koji je zalijepljen objektiv. Pun entuzijazma da okrenem kameru sa podesivom žižnom daljinom, počeo sam da je rastavljam, lako došao do mesta gde je objektiv bio zalepljen i počeo da pokušavam da ga izvučem sa zalepljenog mesta............ ..... srce je potonulo od činjenice da je sočivo puklo od takve drskosti i postalo nepodobno za dalju upotrebu. Ovdje sam bio potpuno tužan, jer sam uopće ostao bez web kamere koja normalno radi :cry: Otišao sam od tuge da popijem čaj. Vrativši se na radno mjesto, posjetila me je samo briljantna ideja: šta ako napravimo Franksteina? Rastavio sam Defendera, ispostavilo se da su sedišta nešto drugačija, ali to me nije zaustavilo i ipak sam spojio vanzemaljske elemente. Oh, čudo, imam novu web kameru sa normalnim softverom i podesivim fokusom (usput, Defendera ima veća sočiva). Prvi prihvatljivi rezultat nije dugo čekao:

Skeniranje alatne kutije je uspješno napravljeno, na desnoj strani se uočava mala mreškanja, ali to je moja greška, nisam pooštrio postavke. Ali složite se, ovo je već prihvatljiv rezultat :)

Nakon ovog slučaja, brzo je stvorena struktura za montažu kamere tako da se može uvijati / okretati i pomicati iza ugla.

Možete primijetiti kako se nenativna sočiva ne usklađuju sa tijelom :)

A sada pitanja za poznavaoce, jer za sada ne mogu da nađem logično objašnjenje za ono što se dešava. Zašto, kada skenirate objekat u 360 stepeni, na kraju možete dobiti nepodudarnost skeniranja:

Pomalo me zbunila ova pojava, naravno da sam morao da trpim i da nađem jedan način da to popravim za sada, ovo je glupo razdvajanje skeniranja na dva dela i podešavanje svakog u svojoj oblasti, onda ovo pomeranje nestaje, ali Muče me nejasne sumnje da u takvim slučajevima može doći do geometrijskog izobličenja objekta, jer se ne zna koja je od tačaka u ispravnom položaju. Zapravo, ovo je moj glavni problem.

Također, još jednu stvar još nisam u potpunosti shvatio - da li je moguće promijeniti udaljenost do objekta tokom procesa skeniranja, odnosno da li je moguće projektor staviti bliže objektu ili dalje, ili ga podići iznad objekta ili ga spustite niže da dođete do pravih mjesta prilikom skeniranja, ovo pitanje je još uvijek otvoreno...

Evo šta dobijate sa modernizovanom web kamerom:

Naravno, morate se poigrati i sa postavkama, jer one ponekad jako utiču na rezultat.

Interesovanja radi, otišao sam da vidim koliko košta Davidov sopstveni fotoaparat, skoro 700 dolara, ne znam ni da li ima smisla kupovati takav aparat, po sadašnjem kursu nije nimalo budžetski.

Pažnja! Pridržavajte se sigurnosnih mjera opreza pri radu s laserskim zračenjem. Podsjećamo vas da pokušaji ponavljanja radnji autora mogu dovesti do gubitka garancije za opremu, pa čak i do njenog kvara. Materijal je dat samo u informativne svrhe. Ako ćete ponoviti dolje opisane korake, preporučujemo vam da barem jednom pažljivo pročitate članak do kraja. Urednici 3DNews-a nisu odgovorni za eventualne posljedice.

Profesionalni 3D skener je komplikovana stvar i nije svima potreban, pa samim tim i prilično skup. Ali jednostavan analog za digitalizaciju malog broja objekata može se napraviti samostalno i uz minimalan novac i vrijeme. Trebat će nam: laserski modul, web kamera, papir, štampač, karton ili list šperploče, kao i poseban softver. Hajdemo sve po redu. Potreban nam je laserski modul sa zrakom u obliku linije (a ne tačke, kao u nekada popularnim kineskim pokazivačima). Najlakši način da dobijete crvene module, ali zeleni, bijeli ili plavi će učiniti. Koštaju u roku od hiljadu rubalja pri kupovini u offline trgovini. A ako naručite na nekom kineskom internetskom buvljaku, možete malo uštedjeti, ali morate čekati dok vam (spora) pošta ne dostavi.

Za eksperiment smo kupili laserski modul talasne dužine 650 nm (crveni) snage 5 mW. Snažniji laseri su znatno skuplji, a istovremeno su i mnogo opasniji. Bolje je, naravno, kupiti modul sa sopstvenim napajanjem, jer je mnogo praktičniji. Inače, svakako morate saznati postavke napajanja i pobrinuti se za stvaranje malog "body kita" s baterijama ili akumulatorima i prekidačem. Za svaki slučaj, podsjetimo da je crvena žica +, a crna -. Obratite pažnju na polaritet veze i postavke snage, inače laser može pokvariti. Obavezno pročitajte sljedeće upozorenje!

Pažnja!!! Lasersko zračenje je veoma opasno! Nikada ne usmjeravajte lasersku zraku u oči ljudi (uključujući i vas) i životinja - to može uzrokovati nepopravljivu štetu vidu (na primjer, uzrokovati opekotine mrežnice)! Zabranjeno je gledati u laserski snop kroz bilo kakve optičke uređaje! Ne usmjeravajte laserski snop ni na jedno vozilo (uključujući avione)! Nikada nemojte davati laser djeci ili neprikladnim osobama i pazite da ne mogu doći do lasera! Nemojte koristiti laserske module snage veće od 5 mW, jer u tom slučaju čak i reflektirani snop može biti opasan! U svakom slučaju, preporučljivo je kupiti posebne zaštitne naočale za rad, dizajnirane za valnu dužinu koju emituje laserski modul! Ne držite laserski modul u visini glave! Uvijek se pridržavajte sigurnosnih mjera! Ako ne razumijete značenje gore navedenog, nemojte koristiti laser! Urednici 3DNews-a i autor ne snose nikakvu odgovornost za eventualne posljedice, uključujući povrede uzrokovane laserskim zračenjem!

Pročitajte još jednom prethodni pasus i zapamtite gore navedeno. Dobra je ideja pogledati popularna najčešća pitanja o sigurnosti lasera. Usput, laserski nivo može biti odlična zamjena za modul. Takođe košta oko 1.000 rubalja. Istovremeno, očito je manje opasno zbog male snage zračenja, a ne morate se mučiti s organiziranjem napajanja i prekidačem: ubacite bateriju i radite.

Sljedeća na listi je web kamera. Treba da podržava WDM ili DirectShow (izgleda da svi moderni modeli imaju odgovarajuće drajvere) i da daje najmanje 30 FPS u rezoluciji 640x480. Možete uzeti i lošiju kameru, ali rezultat će biti odgovarajući. Što je veća podržana rezolucija i brzina kadrova, to bolje, ali će opterećenje na PC-u u ovom slučaju biti uočljivije. Programeri softvera koji koristimo, na koji ćemo se sada obratiti, preporučuju da se prednost daje Logitech Pro 9000. Koristili smo web kameru Logitech HDPro Webcam 910. Idealna opcija je korištenje dobre crno-bijele kamere sa CCD matricom.

Konačno, o najvažnijoj stvari - o programu koji će ravnu sliku sa web kamere prevesti u trodimenzionalni model. Ovo je dugo poznati uslužni program DAVID-Laserscanner, koji je već predstavljen u novinskim člancima našeg resursa. Nedavno je objavljeno "glavno" izdanje, treće po redu. Za ispravan rad, na računaru mora biti instaliran Microsoft .NET Framework verzija 2.0 ili novija. Moramo odmah da rezervišemo da puna verzija programa košta 329 evra. Demo verzija je skoro gotova, ali vam ne dozvoljava da sačuvate gotov 3D model. Čini se da našim čitaocima ne treba reći gdje da nabave ispravnu verziju. Ako ste kristalno čisti u duši i imate besplatnih 400 eura, onda kupite gotov brendirani komplet web kamere sa postoljem, softverom, kalibracionim panelima sa nosačima i aktivnim crvenim laserom. Ako ne, onda morate početi s izradom ugla kalibracije.

U principu, proces postavljanja i rada sa uslužnim programom je dobro opisan u wikiju projekta. Stoga ćemo samo ukratko opisati glavne faze rada. Preuzmite i instalirajte DAVID-Laserscanner. U fascikli sa programom u direktorijumu Printout nalaze se fajlovi sa šablonima kalibracionih površina za A3 i A4 formate. Potrebno je odabrati odgovarajući format na osnovu veličine skeniranog objekta. Možete grubo procijeniti, na osnovu činjenice da bi visina skeniranog objekta trebala biti 1,5-2 puta manja od visine ugla kalibracije. Odštampajte šablone, izrežite ili presavijte po linijama pregiba i zalijepite na dvije ravne površine - listove šperploče ili kartona, na zidove u kutu sobe, unutar kutije i tako dalje. Općenito, uključite fantaziju.

Glavni uslov je da ugao između dve ravni bude 90 stepeni i da se ne menja. Također morate osigurati da odštampani listovi ostanu glatki i ujednačeni, te da na njihovoj površini nema ništa sjajno. Programeri posebno preporučuju pričvršćivanje štampanih listova zakrpom. Također je važno da ne zbunite orijentaciju listova. Na ispisu morate izmjeriti i zapamtiti dužinu (u mm) linije označene Scale. Kao primjer, skenirat ćemo malu figuricu sove. U ovom slučaju se pojavio A4 šablon, koji je pomoću heftalice pričvršćen na komad kartonske fascikle.

Kada je kut spreman, morate postaviti web kameru tako da gleda točno na liniju preklopa. Postoji još jedna nijansa - između linije vida kamere i laserskog snopa skeniranja treba biti što veći ugao. Stoga možete učiniti da kamera izgleda malo gore. Možda ćete morati napraviti male postolje za skenirani objekt i samu kameru. Ono što je najvažnije, potrebno je osigurati da položaj kamere i ugao kalibracije budu čvrsto fiksirani jedan u odnosu na drugi nakon podešavanja i kalibracije. Ako vam nije potrebno teksturiranje objekata, web kamera bi se odmah trebala prebaciti u crno-bijeli način rada.

Kada su kamera i ugao podešeni, kalibracija može početi. Pokrenite DAVID-Laserscanner, odaberite svoju web kameru kao izvor video signala i postavite njen način rada (rezoluciju i brzinu kadrova). Sada idite na odjeljak Kalibracija kamere. Unesite unaprijed izmjerenu širinu skale i kliknite na Kalibriraj. Ako je program odmah objavio da je kalibracija uspjela, onda je to vrlo cool. U suprotnom, moraćete da se igrate sa postavkama kamere. Isključite razne "poboljšače" slike, uklonite automatsko podešavanje svjetline i kontrasta, kao i praćenje autofokusa. Ako postoji ručni fokus, učinite sliku okruglih oznaka jasnijom. Također ćete morati odabrati udaljenost od ugla do objektiva i nagib kamere. Proces kalibracije može potrajati dugo, ali kada se završi, odmah pažljivo pričvrstite kameru i ugao kalibracije i nemojte ih više dodirivati.

Prije svakog novog skeniranja, proces kalibracije će se morati ponoviti. Sada možete postaviti skenirani objekat u ugao (moguće na postolje) i otići u odjeljak 3D lasersko skeniranje. Predmet mora biti u centru slike kamere, a dijelovi kalibracionog ugla moraju biti vidljivi lijevo i desno. Da biste to provjerili, uključite laser i usmjerite ga na uzorak - na slici treba biti vidljiva linija i lijevo i desno, i na samom objektu. Imajte na umu da se prozirni ili prozirni uzorak ne može skenirati - mora biti prekriven nečim poput talka ili mat boje. Općenito, mat objekti su mnogo prikladniji za skeniranje.

Sada morate zasjeniti sobu (isključite izvore svjetlosti, zavjesite prozore). Usmjerite laser ponovo na uzorak. U ovom trenutku na ekranu, u idealnom slučaju, trebali biste vidjeti samo crvenu liniju na crnoj pozadini. Ako to nije slučaj, morat ćete ponovo otvoriti postavke web kamere i promijeniti ih. Ali prvo, vrijedi pomjeriti klizač vrijednosti ekspozicije (ekspozicija) lijevo i desno. O da, ne zaboravite odabrati boju laserskog svjetla vašeg modula. Kada je sve spremno, možete započeti probno skeniranje.

Prebacite način prikaza na mapu dubine (Kamera pokazuje -> Mapa dubine). Lagano pomjerite laserski snop u vidno polje web kamere. Snop bi trebao biti što je moguće horizontalniji, što tanji, a sam modul treba držati iznad kamere. Pomičite snop gore-dolje duž skeniranog objekta - i vidjet ćete kako program iscrtava svoje konture u prostoru na ekranu s malim zakašnjenjem. Ne možete pomicati snop prebrzo, ali ni presporo neće donijeti ništa dobro. Pokušajte da „prefarbate” uzorak sa što gušćom mrežom linija. Također je potrebno osigurati da nema "prljavštine" - dodatnih linija oko objekta. Najbolje je držati laserski modul u ruci i pomicati ga samo rukom. Na kraju će biti potrebno pažljivo dovesti liniju zraka izvan kuta kalibracije.

Najvjerovatnije ćete moći postići čisto skeniranje daleko od prvog puta. Eksperimentirajte sa postavkama kamere i samog skeniranja, pozicijom kamere i lasera, osvjetljenjem, filtriranjem (Filtriranje rezultata, ali bolje je ne mijenjati ove vrijednosti) itd. Općenito, morate pravilno napuniti ruku. Ali tada će sve biti mnogo lakše. Čim vam bude udobno i odaberete optimalne vrijednosti za sve parametre, prijeđite na završno skeniranje. Pritisnite Stop and Erase, a zatim Start ponovo i izvršite prvo skeniranje objekta. Čim vam se učini da je dovoljno kvalitetan, kliknite Stop, a zatim Dodaj na listu. Za svaki slučaj, sačuvajte zasebnu kopiju skeniranja klikom na Spremi kao.

Ponovo kliknite Stop i Izbriši. Zarotirajte predmet oko vertikalne ose tako da se barem malo siječe s prethodnim položajem. Ponavljajte proceduru skeniranja na ovaj način dok se objekat ne zarotira za 360 stepeni. Ne zaboravite sačuvati kopije svojih skeniranih dokumenata i dodati ih na listu. U principu, uopće nije potrebno rotirati uzorak oko jedne od osi (ponekad je to jednostavno nemoguće), samo će biti zgodnije. Vaš zadatak je da dobijete 3D skeniranje objekta sa svih strana kako biste ih spojili i izvezli.

Ostavimo proces teksturiranja za samostalno učenje i pređimo na šivanje, što je odgovornost modula Shape Fusion. To možete učiniti i ručno u gotovo svakom 3D uređivaču. DAVID-Laserscanner sprema skenirane slike u otvorenom Alias ​​Wavefront (*.obj) formatu, ali u demou namjerno umanjuje kvalitet. Već biste trebali imati spreman spisak sa skeniranim stavkama. Moramo ih međusobno uskladiti. Odaberite vrstu poravnanja sa liste. Ako ste "okrenuli" objekt oko jedne ose, odaberite ga. Pa, ako ste se okrenuli i pod strogo definisanim uglom, naznačite ga. Zatim kliknite Poravnaj skeniranja i odaberite dva susjedna skeniranja sa liste. Program će neko vrijeme “razmišljati” i pokušati ih međusobno uskladiti u nekoliko opcija. Odaberite najpreciznije pomoću dugmadi sa zaobljenim strelicama na vrhu prozora.

Ponovite postupak poravnanja u parovima između stavki liste - 1-2, 2-3, 3-4, itd. Kao rezultat, dobit ćete grubi 3D model. Moguće je da se neka skeniranja neće ni na koji način poravnati - možete ih baciti ili započeti poravnavanje s kraja liste, postepeno se približavajući problematičnom području. Možete pokušati odabrati drugu vrstu poravnanja za njih. Ne obraćajte pažnju na "prljavštinu" oko predmeta i nesavršenosti na njegovoj površini - program će ih na kraju izgladiti. Općenito, što više skeniranja, to model može biti bolji. Ali tada se povećava i vjerovatnoća slučajne greške. Ovdje, kao i kod samog skeniranja, treba proći težak put pokušaja i grešaka.

Čim smatrate da ste postigli željeni stepen poravnanja skeniranja, pritisnite dugme Fuse i sačekajte dok program pripremi trodimenzionalni model. Kao i niveliranje, ovaj proces je prilično intenzivan resursima. Vrlo brzo ćete moći uživati ​​(ili, obrnuto, biti razočarani) u rezultatu svojih postupaka. Inače, DAVID-Laserscanner ima alternativni način rada gdje se koristi projektor. Ako ga imate, onda možete eksperimentirati s njim, a ne s laserom.

Gotovi model se može eksportovati u isti obj format i otvoriti u 3D editoru za finalno fino podešavanje i pripremu za štampu. Naravno, ne može se dobiti tačna kopija skeniranog objekta. Prvo, DAVID-Laserscanner je posebno teško ući u razna lukava udubljenja ili šupljine. Drugo, za reprodukciju vrlo malih šara na površini (na primjer, čestih zareza), potrebna je visoka rezolucija kamere i što tanja laserska linija. Treće, prilikom skeniranja, u svakom slučaju, dobijaju se praznine koje program pokušava popuniti na osnovu položaja obližnjih tačaka. Općenito, ideal je, kao i uvijek, nedostižan.

Završen, maksimalno izglađen model

Osim toga, postoje očigledna ograničenja u pogledu veličine skeniranih objekata. Premale se neće dobiti zbog relativno niske rezolucije skeniranja, a za vrlo velike je potrebno pronaći odgovarajuću veličinu za podešavanje ugla kalibracije. Pored DAVID-Laserscanner-a, postoje i drugi softverski sistemi sa sličnim principom rada. Istina, često zahtijevaju dodatne uređaje za rotaciju objekta ili pomicanje lasera. Međutim, čak i gore opisani domaći dizajn može uštedjeti mnogo vremena neiskusnim 3D modelarima. Zato pokušajte, eksperimentirajte i sigurno ćete uspjeti! Sretno!

Istorija izgleda

Tehnologija 3D skeniranja pojavila se tek prije nekoliko decenija, krajem 20. stoljeća. Prvi radni prototip pojavio se 60-ih godina. Naravno, tada se nije mogao pohvaliti širokim spektrom funkcija, ali to je bio pravi 3D skener koji je dobro odradio svoju glavnu funkciju.

Sredinom 80-ih, uređaji za skeniranje su poboljšani. Počeli su da se dopunjuju laserima, izvorima bele svetlosti i zatamnjivanjem. Zahvaljujući tome, bilo je moguće poboljšati "hvatanje" objekata koji se proučavaju. Tokom ovog perioda pojavljuju se kontaktni senzori. Uz njihovu pomoć digitalizirana je površina čvrstih predmeta koji se nisu razlikovali složenim oblikom. Da bi poboljšali opremu, programeri su morali posuditi brojne optičke tehnologije iz vojne industrije.

Upotreba 3D skenera bila je interesantna ne samo dizajnerima dizajnerskih studija, automobilskih koncerna, već i radnicima filmske industrije. U 80-im - 2000-im godinama, različite kompanije su proizvodile vlastite modele opreme: Head Scanner, REPLICA 3D skener i druge. Od tada su se jedinice promijenile, poboljšale, postale mobilnije i funkcionalnije. Karakteristike 3D skenera danas se značajno razlikuju.

Metode i tehnologije trodimenzionalnog skeniranja

Postoje dvije glavne metode:

1. Kontakt. Uređaj sondira predmet fizičkim kontaktom dok je predmet na preciznoj površinskoj ploči. Kontaktni 3D skener je izuzetno precizan. Istina, prilikom skeniranja možete oštetiti ili promijeniti oblik objekta.
2. Beskontaktno. Koristi se zračenje ili posebna svjetlost (ultrazvuk, rendgenski zraci). U ovom slučaju, objekt se skenira kroz refleksiju svjetlosnog toka.

Tehnologije 3D skeniranja:

1. Laser. Funkcionisanje uređaja zasniva se na principu rada laserskih daljinomera. Laserske skenere 3d karakterizira tačnost rezultirajućeg trodimenzionalnog modela. Istina, njihova upotreba je teška u uvjetima pokretljivosti objekata. Ovo je više unutrašnji 3D skener. Skeniranje osobe 3d laserskim skenerom gotovo je nemoguće.
2. Optički. U ovom slučaju koristi se poseban laser druge sigurnosne klase. Optički 3D skener ima veliku brzinu skeniranja. Njegova upotreba eliminira bilo kakvo izobličenje, čak i ako se objekt kreće. Također nisu potrebne reflektirajuće naljepnice. Istina, takvi uređaji nisu prikladni za proučavanje zrcalnih, prozirnih ili sjajnih proizvoda. Ali ovo je odlična opcija za 3D ljudski skener.

Moderni 3D skeneri

Uređaji se mogu razlikovati na mnogo načina: opseg upotrebe, dimenzije, oblik, tehnologija. Moderne jedinice se koriste u industrijskim i kućnim područjima. Industrijski 3D skener je koristan u:

• inženjering;
• lijek;
• proizvodnja;
• dizajn;
• filmska industrija;
• oblasti kompjuterskih igrica.

Želeo bih da obratim posebnu pažnju na ultrazvučni 3D skener. On je pravo otkriće za savremenu medicinu. Uređaji se snabdijevaju energetskim, bojama, tkivnim, kontinuiranim valovima i impulsnim doplerima. Ova jedinica se odlikuje najvišom rezolucijom, stoga je popularna u mamologiji, akušerstvu, urologiji, proučavanju krvnih sudova i mišićnog tkiva, ehokardiografiji, neonatologiji i pedijatriji.

Princip rada uređaja je također drugačiji. Tržište nudi stacionarni ili prijenosni, odnosno ručni 3D skener. U drugom slučaju, kao senzor se koristi detektor osjetljiv na koordinaciju ili uređaj s nabojom. Ova jedinica je izuzetno praktična jer se može slobodno pomicati. Prijenosni 3D skener idealan je za skeniranje teško dostupnih mjesta ili velikih objekata. Mjerenje se može obaviti pod bilo kojim uglom, oko ili ispod test objekata.

Uređaji se koriste u kombinaciji sa različitom opremom. To može biti ne samo 3D skener za 3D štampač, već i 3D skener za iPad. Moderni proizvođači takvih jedinica proizvode mobilne uređaje koji rade ne samo sa desktop računarima, već i sa tabletima ili čak pametnim telefonima. Osim toga, postoje posebni programi koji obične telefone pretvaraju u skenere. Na primjer, možete pronaći 3D skener za android. Pomoći će u dizajniranju jedinstvenih dijelova, brzom izradi prototipa i digitalizaciji objekata.

Koji 3D skener kupiti? TOP 5 najboljih 3D skenera u 2018 od 3Dtool

Pozdrav svima, društvo je uz vas.
U savremenom svijetu, sav razvoj novih uređaja i prototipova odvija se u različitim CAD sistemima. Sav dizajn: i tehnički proizvodi i projektantski radovi odvijaju se elektronski. 3D modeli za sve na svijetu već su ustaljena stvarnost. Zbog toga su se na tržištu pojavili 3D skeneri koji olakšavaju kreiranje 3D modela.
3D skeneri su uređaji koji vrlo precizno kreiraju trodimenzionalnu kopiju bilo kojeg fizičkog objekta. A danas ćemo vam reći o 5 najboljih 3D skenera prema našoj verziji, na koje biste trebali obratiti pažnju.

1.

Ovo je desktop 3D skener koji je razvio Shining 3D. Kompanija je specijalizovana za proizvodnju 3D skenera za različite zadatke. Prodaja se vrši širom svijeta.
Za skeniranje ovaj skener koristi 2 kamere rezolucije 1,3 megapiksela.
Osnovni paket 3D skenera uključuje automatski gramofon. Ono što čini jedan softverski i hardverski kompleks.
Preciznost skeniranja objekata je do 0,1 mm.
Skener također može raditi u načinu snimanja teksture (tj. skeniranje u boji).
Postoje 2 načina skeniranja: automatski (sa gramofonom) i fiksni (bez gramofona).
Prilikom rada u automatskom režimu pomoću gramofona, 3D skener može skenirati objekte veličine do 200x200x200 mm.
Pomoću funkcije fiksnog skeniranja možete skenirati velike objekte do 700x700x700 mm, ali bez rotacionog uređaja.
EinScan SE skener skenira objekat tako što projektuje niz snopova bele svetlosti na objekat, kamere zauzvrat hvataju sve nepravilnosti na površini skeniranog objekta i kreiraju 3D model u softveru 3D skenera na mreži.


Osnovni paket uključuje:

• Jedinica za skeniranje (kamere i projektor)
• Gramofon za skeniranje
• Polje za kalibraciju za početno podešavanje skenera
• Baza za postavljanje elemenata skenera
• Softver na ruskom

Prednosti:

• Jednostavnost rada
• Maksimalno automatizovano

Nedostaci:

• Nije visoka tačnost
• Potrebna je NVIDIA grafička kartica.

2.
Ovo je univerzalni, poluprofesionalni 3D skener, koji je pogodan za skeniranje objekata od 5 cm do 3 metra.
Prilikom skeniranja koristi se princip strukturiranog osvjetljenja.
3D skener ima tri ugrađene zone skeniranja, zahvaljujući kojima korisnik može optimalno podesiti parametre skeniranja za objekte različitih veličina. Ako je potrebno, može se kombinirati nekoliko zona skeniranja: na primjer, ako veliki objekt ima malu površinu s malim detaljima koji zahtijevaju visoku detaljnost, može se skenirati zonom br. 3, dok se sam objekt može skenirati zonom br. 1.

RangeVision Spectrum 3D skener može raditi u tri načina skeniranja:

1. Uz upotrebu oznaka (koje se mogu primijeniti i na sam skenirani objekt i na površine oko njega)
2. Skeniranje pomoću rotacionog uređaja (stol)
3. Skeniranje bez rotacionog uređaja i bez oznaka.

Skener dolazi sa jednim setom ručno podesivih sočiva za tri područja skeniranja 3D RangeVision Spectrum - omogućava vam da dobijete 3D modele objekata sa tačnošću od 0,04 do 0,12 mm. Pogodan je i za izvođenje inženjerskih zadataka, gdje je njegova preciznost dovoljna.

Posebno bih želio napomenuti napredni (stručni) softver. Ovo je vlastiti razvoj RangeVision-a. Softver je uključen uz 3D skener, a proizvođač ne naplaćuje obnavljanje ili ažuriranje licence. Omogućava vam da izvršite naknadnu obradu modela nakon skeniranja i vrlo fino podesite skener na skenirani objekt.
Komplet uključuje gramofon koji vam omogućava jednostavno skeniranje malih predmeta težine do 5 kg u automatskom načinu rada. Također možete skenirati objekte do 3 metra bez gramofona.
Prednosti:

• Visok kvalitet skeniranja
• Veliki raspon skeniranja od 5 cm do 3 m

Nedostaci:

• Savladavanje softvera će potrajati. Međutim, od 07.10.2018. RangeVision je objavio novu verziju softvera, koja je postala primjetno jednostavnija.

3.
Ovo je ručni 3D skener za skeniranje objekata od 5 cm do 4 metra. Maksimalna preciznost skeniranja do 0,05 mm (50 mikrona). Brzina skeniranja: 550.000 poena/sekundi.
3D skener je pogodan i za skeniranje osobe i za skeniranje neživih objekata.
Skener ima sljedeće načine rada:

1. Handheld HD Scan (režim ručnog skeniranja visoke rezolucije). Preciznost skeniranja u ovom režimu je 0,1 mm. Markeri za skeniranje su potrebni (isporučeni). Skeniranje u boji nije moguće. Ovaj režim je neophodan za rešavanje problema skeniranja velikih objekata sa visokom preciznošću u ručnom režimu.
2. Ručno brzo skeniranje (režim brzog ručnog skeniranja). Optimalni način za skeniranje ljudi. Preciznost skeniranja 0,3 mm. Moguće je skeniranje u boji (sa modulom za skeniranje u boji). Ovaj način rada je pogodan za brzo skeniranje velikih objekata.
3. Automatsko skeniranje. Skeniranje se vrši pomoću gramofona. Preciznost skeniranja do 0,05 mm (50 mikrona). Pogodno za skeniranje malih objekata u automatskom načinu rada.

4.Fiksno skeniranje (fiksni način rada). Skeniranje se odvija pomoću stativa i markera. Markeri se nasumično lijepe na skenirani objekt. Rotacije objekta se dešavaju u ručnom načinu rada ili pomicanjem stativa sa skenerom oko objekta. Preciznost skeniranja 0,05 mm (50 mikrona).
Shinig3D Einscan Pro Plus 3D skener može dodatno biti opremljen sljedećim modulima: modul za skeniranje u boji, industrijski paket (statik i rotacijski uređaj).

Nakon skeniranja, operater prima datoteke u formatima - OBJ，STL，ASC，PLY. Ovi formati su pogodni za sve postojeće 3D štampače, CNC mašine ili 3D editore. Neće biti problema s kompatibilnošću.
Einscan Pro Plus 3D skener je vrlo mobilan i ima najjednostavniji rad. Prilikom izrade, posebna pažnja je posvećena mogućnostima rada sa skenerom od strane neobučenih ljudi. Stoga su svi procesi maksimalno automatizirani.
Softver se isporučuje sa skenerom - besplatno.
Prednosti:

• 4 režima rada
• Relativno niska cijena
• Process Automation
• Jednostavnost upotrebe

Nedostaci:

• Za rad je potreban "gaming" računar sa NVIDIA grafičkom karticom
• Za skeniranje crnih, sjajnih, svjetlucavih objekata, potreban je mat premaz.

4.

Ovaj strukturirani 3D skener zasnovan na svjetlu je idealan izbor ako trebate kreirati 3D model objekta srednje veličine u boji, na primjer: osoba, branik automobila.
Artec Eva je svestrani ručni 3D skener, što ga čini liderom na tržištu profesionalnih ručnih 3D skenera. Rad uređaja zasniva se na sigurnoj tehnologiji strukturiranog osvjetljenja. Ovo je odlično svestrano rješenje za snimanje bilo kojeg subjekta, uključujući objekte s crnim i sjajnim površinama. Ovaj skener nije potrebno kalibrirati. kalibriran je iz tvornice.
Preciznost skeniranja do 0,1 mm. Preciznost pozicioniranja 3D tačke 0,5 mm.
Skener je opremljen kamerom od 1,3 MPix.
Podržan je način skeniranja u boji.
Brzina skeniranja do 2 miliona tačaka u sekundi, zahvaljujući čemu je skeniranje veoma brzo.
Prednosti:

• 3D skeniranje velike brzine
• Mogućnost rada na otvorenom
• Skenira crne i sjajne objekte.

Nedostaci:

• Za rad je potrebna grafička kartica za igre
• Trošak rješenja

5.

Profesionalni skener koji omogućava 3D digitalizaciju velikih i malih fizičkih objekata. Za 3D skener su predviđene tri zone skeniranja koje vam omogućavaju da digitalizujete i nakit i delove karoserije automobila sa potrebnim detaljima i preciznošću.
Korisnik može izvršiti 3D skeniranje pomoću pomoćnih markera, prema kojima se softver može automatski "sklopiti" za kombinovanje skeniranja. Osim toga, zahvaljujući podršci markera i mogućnosti uvoza referentnih mreža koje generišu GOM i Aicon fotogrametrijski sistemi, moguće je postići preciznost skeniranja do 0,05 mm na objektima preko 2 m. Međutim, ako imate posla s muzejskim eksponatima ili drugim predmetima koji zahtijevaju posebnu njegu, RangeVision PRO5M 3D skener će vam omogućiti skeniranje bez markera i izradu 3D modela prema geometriji samog objekta.
RangeVision PRO5M 3D skener koji radi na strukturiranom osvjetljenju ima prednost u poređenju sa sličnim 3D laserskim skenerima u smislu brzine skeniranja.
Ovaj skener je opremljen kamerama od 5 MP i dolazi sa zasebnim setom unapred konfigurisanih sočiva za svako područje skeniranja.
Osim toga, podržana je tehnologija plavog pozadinskog osvjetljenja, koja smanjuje utjecaj ambijentalnog svjetla.
Vrijeme skeniranja je samo 15 sekundi.
Osnovna oprema:

• modul za skeniranje,
• 2 industrijske kamere
• Set sočiva za svako područje skeniranja
• Stativ sa okretnom glavom
• Set kalibracionih ploča
• Matirajući sprej
• Softver.

Prednosti:

• Visok kvalitet i brzina skeniranja
• Veliki raspon skeniranja od 5 cm do 5 m
• Profesionalni softver
• Automatsko skeniranje s gramofonom i oznakama.
• Besplatna ažuriranja softvera

Nedostaci:

• Savladavanje softvera će potrajati
• Nije prikladno za ljudsko skeniranje

Svi 3D skeneri predstavljeni u ovom članku mogu se kupiti od naše kompanije. I pretplatite se na naše grupe na društvenim mrežama:

3D skener

Za pojam "skener", pogledajte i druga značenja.

3D skener je periferni uređaj koji analizira oblik objekta i na osnovu dobijenih podataka kreira njegov 3D model.

3D skeneri su podijeljeni u dvije vrste prema metodi skeniranja:

• Kontakt, takva metoda se zasniva na direktnom kontaktu skenera sa predmetom koji se proučava.
• Beskontaktno
  • Aktivni skeneri: emitiraju neke usmjerene valove na objekt i detektuju njegovu refleksiju za analizu: najčešće se koristi LED ili laserski snop, rjeđe rendgenski zraci, infracrveno zračenje ili ultrazvuk.
  • Pasivni skeneri: ne emituju ništa na objektu, već se oslanjaju na detekciju reflektovanog ambijentalnog zračenja. Većina skenera ovog tipa detektuje vidljivo svjetlo, lako dostupno ambijentalno zračenje.

3D modeli dobijeni skeniranjem mogu se zatim obraditi CAD alatima i, u budućnosti, mogu se koristiti za razvoj proizvodne tehnologije (CAM) i inženjerskih proračuna (CAE). Alati kao što su 3D monitor, 3D štampač ili glodalica sa omogućenom G-kodom mogu se koristiti za izlaz 3D modela.

> vidi takođe

• 3D štampač
• 3D grafika
• Photosculpture

Korisni članci: