Verzija 3d skenera s dvije kamere. Rotacijski strojevi i stolovi za izradu skenera

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

Korpus njegov skener mozga Napravio sam ih od MDF ploča i još nekoliko spojnica, a kako bih pokazao što sam dobio, odlučio sam napisati ovaj vodič.

Pa, idemo!

Korak 1: Trebamo

Što "FabScan" preporučuje:
— Arduino Uno
- A4988 upravljački program 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 tijelo (4 lista MDF-a 60x30x0,5cm, više detalja ovdje)

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

Korak 2: Izgradnja trupa

Iz MDF-a smo izrezali dijelove tijela, za te svrhe sam koristio dremel i sastavili ga. Ovaj postupak nije jednostavan, jer za ispravno skeniranje moždana komora, motor i laserski modul moraju biti pravilno postavljeni.

Korak 3: Spajanje elektronike

Vrlo je jednostavno: montiramo FabScan shield na Arduino, a već na shield instaliramo driver u prvi konektor za motor. Spojimo koračni motor na izlazne kontakte i laserski modul na analogni pin A4 i na kraju spojite strujni i USB kabel. Više detalja o ovome.

Ako koristite komponente s mog popisa, tada trebate spojiti L298 driver na pinove 10, 11, 9, 8 na Arduinu (možete ih promijeniti ako želite), a laserski modul također na pin A4. Zatim priključite napajanje i USB kabel.

Korak 4: Kod

Ovdje je kod za obrtništvo od razvojnog tima, a koji se mogu preuzeti na Arduino izravno iz preglednika pomoću dodatka Codebender. Da biste to učinili, trebate instalirati ovaj dodatak i kliknuti gumb "Pokreni na Arduinu", čime ćete pokrenuti "ispunu" izravno iz prozora koda.

Napomena: Ako koristite opciju "Isprobajte Ubuntu", provjerite jesu li vaše datoteke sigurnosno kopirane prije nego što isključite računalo!

Na temelju gornjih fotografija učinite sljedeće:

- odaberite serijski port (SerialPort)
- postaviti kameru
- zatim "Datoteka" - "Upravljačka ploča"
- pokrenite otkrivanje lasera bez postavljanja bilo čega u pisač i odaberite "omogući"
- Kliknite "Dohvati okvir" i provjerite dodiruje li plava vodoravna linija vrh gramofona, a žuta vodoravna linija dno gramofona. Žuta okomita crta trebala bi prolaziti kroz središte okruglog tanjura. Neporavnata kamera proizvest će iskrivljene slike!

Nakon postavljanja, zatvorite prozor upravljačke ploče, stavite objekt u skener i pritisnite gumb "pokreni skeniranje".

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

Spremanje dobivene 3D slike:

Kada skeniranje mozga Po završetku, rezultirajuća 3D slika može se spremiti kao 3D pointcloud .pcd ili .ply datoteke. Također možete spremiti kao 3D stl datoteku, ali to ne radi na svim platformama. Datoteku sa skeniranim objektom možete otvoriti odabirom "Datoteka" - "OpenPointCloud".

— provjerite ima li datoteka sa skeniranim ekstenzijom .ply
— otvorite datoteku u MeshLabu i izračunajte normale (Filteri/Skup točaka/Izračunajte normale za skupove točaka)
— ponovno stvoriti površine pomoću Poissonove rekonstrukcije (Filteri/Skup točaka/Rekonstrukcija površine: Poisson).
To je sve! I to 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, također 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;
- 5 mW laserski modul (koristi ga proizvođač Red Line);
- za napajanje uređaja potreban vam je izvor od 12 V - 2 A;
- model web kamere Logiteck C270.

Originalni homemade koristi A4988 stepper motor driver, a što se tiče stepper motora, ovo je također NEMA 17. Inače, elementi homemade-a su potpuno isti kao u originalnoj verziji.

Proces proizvodnje skenera:

Prvi korak. Izrada tijela
Cijeli proces izrade kućišta za skener možete vidjeti na fotografiji. Najvažnija stvar u ovom poslu je točnost. Modul laserskog koračnog motora i web kamera moraju biti jasno postavljeni na pravim mjestima, u skladu s projektom.

Drugi korak. Vršimo spajanje elektro opreme

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

Priključak bez oklopa
Ako se odluči sastaviti uređaj bez upotrebe štita, tada su izlazi koračnog motora L298 spojeni na Arduino pinove s brojevima 10, 11, 9, 8. U načelu, možete koristiti druge pinove, ali morat ćete napraviti promjene na skici.
Što se tiče laserskog modula, 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 pokretačkog programa koračnog motora, on mora biti instaliran na tračnicama koje su za to predviđene. Pinovi koračnog motora povezani su s odgovarajućim kontaktima na oklopu.
Laserski modul mora biti spojen na pin A4 na Arduinu. To je sve, nakon toga se spaja strujni i USB kabel.

Treći korak. Instaliranje skice
Sada trebate preuzeti i instalirati službenu skicu za FabScan. Da biste flashirali Arduino, trebate preuzeti dodatak Codebender i zatim kliknuti gumb "Pokreni na Arduinu". U ovom slučaju, skica se može instalirati izravno putem preglednika sa službene stranice.

Ako štit nije korišten, tada morate kliknuti gumb Uredi i zatim dodati sljedeće retke:

const int stepsPerRevolution = 200; // promijenite ovaj parametar za podešavanje broja koraka po okretaju osovine vašeg koračnog motora

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

myStepper.setSpeed(1);

myStepper.step(1);

Četvrti korak. Softver za skener
Za instalaciju programa potrebno je preuzeti sliku "FabScan Ubuntu Live DVD", nakon instalacije pojavit će se softver FabScan.

Program treba napraviti neke postavke:

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);
- dobro, sada pritisnite "Fetch Frame", dok plava vodoravna linija treba dodirivati ​​dno rotirajućeg stola. Žuta linija treba biti u sredini stola. Ako je kamera neispravno instalirana, kvaliteta slike bit će loša.

To je to, program je postavljen. Sada možete staviti neki predmet u skener, a zatim pritisnite gumb Pokreni skeniranje.

Peti korak. Spremanje slike
Nakon što se objekt skenira, slika se može spremiti u .pcd ili .ply formatu. Također možete spremiti u stl formatu, ali to već ovisi o platformi koja se koristi.
Za otvaranje objekta koji je ranije spremljen potrebno je odabrati File - OpenPointCloud.

FabScan je DIY 3D laserski skener otvorenog koda.

Početak projekta postavljen je tijekom razvoja prvostupničkog projekta Francisa Engelmanna. Službena stranica projekta nalazi se.

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

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

Pa krenimo.

Potrebne komponente

Pojedinosti i sklopovi za izvorni projekt FabScan:

• Driver koračnog motora A4988;
• štit 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 stepenica);
• Driver koračnog motora L298N;
• 5 mW laserski modul - proizvođač Red Line;
• Napajanje 12 V - 2 A;
• Web kamera Logiteck C270.

To jest, jednostavno nećemo koristiti FabScan shield i koristiti drugi upravljački modul koračnog motora

Razvoj kućišta za 3D skener

Proces i rezultat razvijanja tijela našeg 3D skenera prikazani su na fotografijama. Glavna poteškoća je najtočnija instalacija kamere, laserskog modula i koračnog motora. Želite li si olakšati život, ove dijelove možete naručiti za 35 eura.

Sastavljanje 3D skenera

1. Sa štitom.

Instalirajte FabScan shield na Arduino. Pokretač koračnog motora A4988 montiran je na predviđene tračnice. Koračni motor je spojen na odgovarajuće pinove na štitu. Laserski modul spojen je na analogni pin A4. Nakon toga možete spojiti strujni i USB kabel. Detaljnije upute nalaze se.

2. Bez štitnika.

Ako odlučite sastaviti skener bez upotrebe štita, spojite pogonski program koračnog motora L298 na pinove 10, 11, 9, 8 na Arduinu (u principu, ovi se pinovi mogu promijeniti odgovarajućim izmjenama na skici). Laserski modul spojen je na pin A4 na Arduinu. Svi. Možete spojiti napajanje i USB kabel.

Skica za Arduino

Važna nota! Ako koristite opciju "Isprobajte Ubuntu", provjerite jeste li spremili svoje datoteke prije nego što isključite računalo!

Slijedite upute čije su fotografije dane u nastavku:

• Odaberite SerialPort;
• Odaberite kameru;
• Datoteka - Upravljačka ploča;
• Pritisnite detektiraj laser (nemojte još stavljati nikakve objekte ispred skenera) i odaberite "omogući";
• Kliknite "Dohvati okvir" i provjerite dodiruje li plava vodoravna linija vrh gramofona, a žuta vodoravna linija dno gramofona. Osim toga, žuta okomita crta mora biti poravnata sa središtem okretne ploče. Ako je kamera pogrešno instalirana, rezultat skeniranja neće biti jasan!

Nakon postavljanja zatvorite prozor, postavite objekt u 3D skener i kliknite gumb Pokreni skeniranje.

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

Spremanje 3D slike

Kada je proces 3D skeniranja dovršen, možete spremiti skenirani 3D objekt s ekstenzijom .pcd ili .ply. Također možete spremiti kao 3D stl datoteku, ali ova značajka nije dostupna na svim platformama. Prethodno skenirani i spremljeni objekt možete otvoriti odabirom File - OpenPointCloud.

Što je sljedeće?

MeshLab možete koristiti za obradu skeniranog 3D objekta i ispis na 3D printeru!

Prilikom obrade datoteke u MeshLabu:

1. Provjerite jeste li spremili objekt kao .ply datoteku.

2. Otvorite datoteku s MeshLabom.

3. Izračunajte normale u MeshLabu (Filteri/Postavljanje točaka/Izračunavanje normala).

4. Nakon toga ponovno izgradite površinu koristeći Poissonovu rekonstrukciju (Filteri/Skup točaka/Rekonstrukcija površine: Poisson)

Konačna sastavljena struktura prikazana je na slici ispod.

Video originalnog FabScan 3-D skenera:

Veliko hvala FabScan timu na nevjerojatnom otvorenom Arduino skeneru!!!

Ostavite svoje komentare, pitanja i podijelite svoje osobno iskustvo u nastavku. U raspravi se često rađaju nove ideje i projekti!

Prvo pitanje bit će administraciji, zašto nema rubrike "3d-skeniranje"?

Drugo pitanje bit će upućeno zajednici i prodavačima: zašto na internetu ima tako malo informacija o uređajima koji koštaju kao pola automobila (au nekim slučajevima i skuplje)? Ako postoji, to je uglavnom na forumima na engleskom jeziku, nije svaka osoba u stanju adekvatno percipirati govorni/sleng engleski. Stoga sam se prije svega suočio s gotovo potpunim nedostatkom informacija o ovoj temi. To me djelomično spasilo pa sam čak i razgovarao s autorom preko Skypea i on mi je svašta objasnio, ali onda je otišao na dugi odmor i ja sam ostao sam sa svojom kolhozom, koja je u prvoj izvedbi izgledala ovako:

Za osnovu je uzet projektor ACER p1500 s FullHD rezolucijom, koliko ja znam, ovaj projektor se koristi u nekim skupim skenerima (nećemo spominjati imena), stativ za foto / video opremu, kut 10 * 40, web-kamera (više o tome u nastavku). Najpristupačniji softver za cijeli ovaj posao je, naravno, DAVID, budući da postoji besplatna verzija s nekim ograničenim funkcijama.

Izboru kamere treba pristupiti pažljivo, prije svega, morate obratiti pozornost na prisutnost autofokusa, ne bi trebalo biti, ili bi ga trebalo isključiti ili ga treba konfigurirati u ručnom načinu rada, bilo je na zadnjem poanta je da sam odabrao Defender G-lense hd 720, ali, kako se kasnije ispostavilo, to je bio jedini plus u njemu, softversko punjenje i softver nisu čak ni prošli prvi test:

Naravno, bio sam zaprepašten takvim skeniranjem :) Pokušaj postavljanja nečega na ovoj web kameri općenito je besmislen i bio sam jako uzrujan zbog 2000 rubalja bačenih u vjetar, a onda sam se sjetio da imam Logitech c270 koji leži negdje okolo iz potpuno beskorisna montaža BQ skenera, posao je s njim krenuo zabavnije i prvi zdrav sken skupljen u hrpu ispao je ovako:

Rezultat je već puno bolji, a sve je u softveru koji dolazi uz kameru, Logitech ima dovoljno postavki, jedna ekspozicija se isplati, što rješava problem treperenja. Ali imala je jedan minus, fokus je bio tvornički postavljen od 40 cm do beskonačno, što mi očito nije odgovaralo. Na internetu sam našao podatak da se može napraviti podesivo, samo je potrebno rastaviti i otkinuti konac od ljepila na koji je leća zalijepljena. Pun entuzijazma da okrećem kameru sa podesivom žarišnom duljinom, počeo sam je rastavljati, lako došao do mjesta gdje je leća bila zalijepljena i počeo je pokušavati skinuti sa zalijepljenog mjesta............ ..... srce je palo od činjenice da je leća od takvog bezobrazluka pukla i postala neprikladna za daljnju upotrebu. Ovdje sam bio potpuno tužan, jer sam uopće ostao bez web kamere koja normalno radi :cry: Otišao sam od tuge popiti čaj. Vraćajući se na radno mjesto, sinula me je samo briljantna ideja: što ako napravimo Franksteina? Rastavio sam Defender, pokazalo se da su sjedala nešto drugačija, ali to me nije zaustavilo i svejedno sam spojio vanzemaljske elemente. Oh, čudo, imam novu web kameru s normalnim softverom i podesivim fokusom (usput, Defendera ima veće leće). Nije se dugo čekalo na prvi prihvatljiv rezultat:

Skeniranje kutije s alatima je uspješno napravljeno, desno se vidi mala mreška, ali to je moja greška, nisam pooštrio postavke. Ali složite se, ovo je već prihvatljiv rezultat :)

Nakon ovog slučaja brzo je napravljena konstrukcija za montažu kamere kako bi se mogla uvijati/okretati i pomicati iza ugla.

Možete primijetiti kako ne-nativna leća nije u skladu s tijelom :)

A sada pitanja za znalce, jer do sada ne mogu pronaći logično objašnjenje za ovo što se događa. Zašto, kada skenirate objekt u 360 stupnjeva, na kraju možete dobiti neusklađenost skeniranja:

Bio sam pomalo zbunjen ovim fenomenom, naravno, morao sam trpjeti i pronaći jedan način da to popravim za sada, ovo je glupo dijeljenje skeniranja na dva dijela i podešavanje svakog u svom području, onda ovaj pomak nestaje, ali Muče me nejasne sumnje da u takvim slučajevima može doći do geometrijske distorzije objekta, budući da se ne zna koja je od točaka u ispravnom položaju. Zapravo, to je moj glavni problem.

Također, nisam još u potpunosti shvatio još jednu stvar - da li je moguće mijenjati udaljenost do objekta tijekom procesa skeniranja, odnosno da li se projektor može postaviti bliže ili dalje objektu, ili podignuti iznad objekta ili spustiti niže doći do pravih mjesta prilikom skeniranja, ovo pitanje je još uvijek otvoreno...

Evo što dobivate s moderniziranom web kamerom:

Naravno, treba se poigrati i s postavkama koje ponekad jako utječu na rezultat.

Interesa radi, otišao sam vidjeti koliko košta Davidov vlastiti fotoaparat, skoro 700 dolara, ne znam ni ima li smisla kupovati takav fotoaparat, s trenutnim tečajem nije nimalo proračunski.

Pažnja! Poštujte sigurnosne mjere pri radu s laserskim zračenjem. Podsjećamo vas da pokušaji ponavljanja postupaka autora mogu dovesti do gubitka jamstva za opremu, pa čak i do njenog kvara. Materijal se daje samo u informativne svrhe. Ako namjeravate ponoviti dolje opisane korake, toplo vam savjetujemo da pažljivo pročitate članak do kraja barem jednom. Urednici 3DNews-a ne snose odgovornost za moguće posljedice.

Profesionalni 3D skener je komplicirana stvar i ne treba svima, a samim time i prilično skup. Ali jednostavan analog za digitalizaciju malog broja objekata može se obaviti samostalno i uz minimalan novac i vrijeme. Trebat će nam: laserski modul, web kamera, papir, pisač, karton ili list šperploče, kao i poseban softver. Uzmimo sve po redu. Trebamo laserski modul sa snopom u obliku linije (a ne točke, kao u nekoć popularnim kineskim pokazivačima). Najlakši način da dobijete crvene module, ali zeleni, bijeli ili plavi će učiniti. Koštaju unutar tisuću rubalja pri kupnji u izvanmrežnoj trgovini. A ako naručite na nekom kineskom internetskom buvljaku, možete malo uštedjeti, ali morate pričekati da (spora) pošta dostavi.

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

Pažnja!!! Lasersko zračenje je vrlo opasno! Nikada ne usmjeravajte lasersku zraku u oči ljudi (uključujući sebe) i životinja - to može uzrokovati nepopravljivo oštećenje vida (na primjer, izazvati opekline mrežnice)! Zabranjeno je gledati lasersku zraku kroz bilo kakve optičke uređaje! Ne usmjeravajte lasersku zraku prema vozilima (uključujući i avione)! Nikada nemojte davati laser djeci ili neprikladnim osobama i pobrinite se da nemaju pristup laseru! Nemojte koristiti laserske module snage veće od 5 mW, jer u tom slučaju čak i reflektirana zraka može biti opasna! U svakom slučaju, preporučljivo je nabaviti posebne zaštitne naočale za rad, dizajnirane za valnu duljinu koju emitira laserski modul! Ne držite laserski modul u razini glave! Uvijek se pridržavajte sigurnosnih mjera! Ako ne razumijete značenje navedenog, nemojte koristiti laser! Urednici 3DNews-a i autor ne snose nikakvu odgovornost za eventualne posljedice, uključujući i ozljede uzrokovane laserskim zračenjem!

Ponovno pročitajte prethodni odlomak i zapamtite gore navedeno. Bilo bi dobro provjeriti popularna često postavljana pitanja o sigurnosti lasera. Usput, laserska razina može biti izvrsna zamjena za modul. Također košta oko 1000 rubalja. Pritom je očito manje opasno zbog niske snage zračenja, a ne morate se mučiti s organiziranjem napajanja i prekidača: stavite bateriju i radite.

Sljedeća na popisu je web kamera. Mora podržavati WDM ili DirectShow (čini se da svi moderni modeli imaju odgovarajuće upravljačke programe) i emitirati najmanje 30 FPS pri rezoluciji 640x480. Možete uzeti lošiju kameru, ali rezultat će biti odgovarajući. Što je veća podržana razlučivost i broj sličica u sekundi, to bolje, ali će opterećenje računala u ovom slučaju biti vidljivije. Programeri softvera koji koristimo, na koji ćemo se sada obratiti, preporučuju davanje prednosti Logitech Pro 9000. Koristili smo web kameru Logitech HDPro Webcam 910. Idealna opcija je korištenje dobre crno-bijele kamere s CCD matricom.

Na kraju o onom najvažnijem - o programu koji će ravnu sliku s web kamere prevesti u trodimenzionalni model. Ovo je odavno poznati uslužni program DAVID-Laserscanner, koji je već predstavljen u člancima vijesti našeg resursa. Nedavno je izašlo "major" izdanje, treće po redu. Za ispravan rad, na računalu mora biti instaliran Microsoft .NET Framework verzija 2.0 ili novija. Moramo odmah rezervirati da puna verzija programa košta 329 eura. Demo verzija je gotovo dovršena, ali ne dopušta spremanje gotovog 3D modela. Čini se da našim čitateljima ne treba govoriti gdje mogu nabaviti ispravnu verziju. Ako ste kristalno čisti u duši i imate slobodnih 400 eura, onda kupite gotov brendirani komplet web kamere sa postoljem, softverom, kalibracijskim pločama s nosačima i crvenim laserom na napajanje. Ako ne, onda morate početi s izradom kalibracijskog kuta.

U principu, proces postavljanja i rada s uslužnim programom dobro je opisan u wikiju projekta. Stoga ćemo samo ukratko opisati glavne faze rada. Preuzmite i instalirajte DAVID-Laserscanner. U mapi s programom u direktoriju Ispis pronaći ćete datoteke s predlošcima kalibracijske površine za formate A3 i A4. Potrebno je odabrati odgovarajući format na temelju veličine skeniranog objekta. Možete grubo procijeniti, na temelju činjenice da bi visina skeniranog objekta trebala biti 1,5-2 puta manja od visine kuta kalibracije. Isprintajte predloške, izrežite ih ili savijte po linijama savijanja i zalijepite na dvije ravne površine - listove šperploče ili kartona, na zidove u kutu sobe, unutar kutije i tako dalje. Općenito, uključite fantaziju.

Glavni uvjet je da kut između dvije ravnine bude 90 stupnjeva i da se ne mijenja. Također morate osigurati da ispisani listovi ostanu glatki i ujednačeni, te da na njihovoj površini nema ništa sjajno. Programeri posebno preporučuju pričvršćivanje ispisanih listova zakrpom. Također je važno ne zbuniti orijentaciju listova. Na ispisu trebate izmjeriti i zapamtiti duljinu (u mm) linije s oznakom Mjerilo. Kao primjer, skenirat ćemo malu figuricu sove. U ovom slučaju pojavio se predložak A4 formata, koji je klamericom pričvršćen na komad kartonske mape.

Kada je kut spreman, trebate postaviti web kameru tako da izgleda točno na liniji savijanja. Postoji još jedna nijansa - trebao bi postojati što veći kut između vidne linije kamere i laserske zrake za skeniranje. Stoga možete učiniti da kamera izgleda malo gore. Možda ćete morati napraviti male stalke za skenirani objekt i samu kameru. Što je najvažnije, potrebno je osigurati da su položaj kamere i kut kalibracije čvrsto fiksirani jedan u odnosu na drugi nakon podešavanja i kalibracije. Ako vam nije potrebno teksturiranje objekta, web kamera bi se trebala odmah prebaciti u crno-bijeli način rada.

Nakon što su kamera i kut postavljeni, kalibracija može započeti. Pokrenite DAVID-Laserscanner, odaberite svoju web kameru kao izvor video signala i postavite njezin način rada (razlučivost i broj sličica u sekundi). Sada idite na odjeljak Kalibracija kamere. Unesite unaprijed izmjerenu širinu skale i kliknite Kalibriraj. Ako je program odmah izdao da je kalibracija bila uspješna, onda je ovo vrlo cool. Inače ćete se morati igrati s postavkama kamere. Isključite razne "poboljšivače" 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 kuta do leće i nagib kamere. Proces kalibracije može potrajati dugo, ali nakon što se završi, odmah pažljivo osigurajte kameru i kut za kalibraciju i nemojte ih više dirati.

Prije svakog novog skeniranja potrebno je ponoviti postupak kalibracije. Sada možete postaviti skenirani objekt u kut (eventualno na postolje) i otići na odjeljak 3D lasersko skeniranje. Objekt mora biti u središtu slike kamere, a dijelovi kalibracijskog kuta moraju biti vidljivi lijevo i desno. Da biste to provjerili, uključite laser i usmjerite ga prema uzorku - na slici bi trebala biti vidljiva linija s lijeve i desne strane te na samom objektu. Imajte na umu da se proziran ili proziran uzorak ne može skenirati - mora biti prekriven nečim poput talka ili mat boje. Općenito, mat objekti mnogo su prikladniji za skeniranje.

Sada morate zasjeniti sobu (isključiti izvore svjetlosti, zavjesiti prozore). Ponovno usmjerite laser prema uzorku. U ovom trenutku na ekranu biste, idealno, trebali vidjeti samo crvenu liniju na crnoj pozadini. Ako to nije slučaj, morat ćete ponovno otvoriti postavke web kamere i promijeniti ih. Ali prvo, vrijedi pomaknuti klizač vrijednosti ekspozicije (Exposure) 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 kartu dubine (Kamera prikazuje -> Karta dubine). Nježno pomaknite lasersku zraku u vidno polje web kamere. Greda treba biti što horizontalnija, što tanja, a sam modul treba držati iznad kamere. Pomičite zraku gore-dolje duž skeniranog objekta - i vidjet ćete kako program iscrtava svoje konture u prostoru na ekranu s malim kašnjenjem. Ne možete pomicati gredu prebrzo, ali ni presporo pomicanje neće donijeti ništa dobro. Pokušajte "prebojati" uzorak 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 zrake izvan kalibracijskog kuta.

Najvjerojatnije ćete moći postići čisto skeniranje daleko od prvog puta. Eksperimentirajte s postavkama kamere i samog skeniranja, položajem kamere i lasera, osvjetljenjem, filtriranjem (Filtriranje rezultata, ali bolje je ne mijenjati ove vrijednosti) i tako dalje. Općenito, morate pravilno napuniti ruku. Ali tada će sve biti puno lakše. Čim se udobno smjestite i odaberete optimalne vrijednosti za sve parametre, prijeđite na konačno skeniranje. Pritisnite Stop and Erase, a zatim Start ponovo i napravite prvo skeniranje objekta. Čim vam se učini dovoljno kvalitetnim kliknite Stop, a zatim Dodaj na listu. Za svaki slučaj spremite zasebnu kopiju skenirane slike klikom na Spremi kao.

Ponovno kliknite Zaustavi i izbriši. Rotirajte objekt oko okomite osi tako da se barem malo siječe s prethodnim položajem. Ponavljajte postupak skeniranja na ovaj način dok se objekt ne okrene za 360 stupnjeva. Ne zaboravite spremiti kopije svojih skenova i dodati ih na popis. U principu, uopće nije potrebno rotirati uzorak oko jedne od osi (ponekad je to jednostavno nemoguće), samo će biti prikladnije. Vaš zadatak je dobiti 3D skenove objekta sa svih strana kako bi ih spojili zajedno i izvezli.

Ostavimo proces teksturiranja za samostalno učenje i prijeđimo na šivanje, što je odgovornost modula Shape Fusion. To možete učiniti i ručno u gotovo svakom 3D uređivaču. DAVID-Laserscanner sprema skenove u otvoreni Alias ​​​​Wavefront (*.obj) format, ali u demo verziji namjerno smanjuje kvalitetu. Već biste trebali imati spreman popis sa skeniranim stavkama. Moramo ih uskladiti jedne s drugima. Odaberite vrstu poravnanja s popisa. Ako ste "okrenuli" objekt oko jedne osi, odaberite ga. Pa, ako ste se također okrenuli prema strogo definiranom kutu, naznačite to. Zatim kliknite Align Scans i odaberite dva susjedna skeniranja s popisa. Program će neko vrijeme "razmišljati" i pokušati ih uskladiti jedne s drugima u nekoliko opcija. Odaberite najtočnije pomoću gumba sa zaobljenim strelicama na vrhu prozora.

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

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

Gotov model se može eksportirati u isti obj format i otvoriti u 3D editoru za konačno fino podešavanje i pripremu za ispis. Naravno, ne može se dobiti točna kopija skeniranog objekta. Prvo, DAVID-Laserscanner je posebno teško ući u razna škakljiva udubljenja ili šupljine. Drugo, da bi se reproducirali vrlo mali uzorci na površini (primjerice, česti zarezi), potrebna je visoka rezolucija kamere i što tanja laserska linija. Treće, prilikom skeniranja se u svakom slučaju dobivaju praznine koje program pokušava popuniti na temelju položaja obližnjih točaka. Općenito, ideal je, kao i uvijek, nedostižan.

Gotov, maksimalno zaglađen model

Osim toga, postoje očita ograničenja u pogledu veličine skeniranih objekata. Premali se neće dobiti zbog relativno niske rezolucije skeniranja, a za vrlo velike potrebno je pronaći mjesto za postavljanje kalibracijskog kuta odgovarajuće veličine. Uz DAVID-Laserscanner, postoje i drugi programski sustavi sa sličnim principom rada. Istina, često zahtijevaju dodatne uređaje za rotiranje objekta ili pomicanje lasera. Međutim, čak i gore opisani domaći dizajn može uštedjeti puno vremena neiskusnim 3D modelerima. Zato pokušajte, eksperimentirajte i sigurno ćete uspjeti! Sretno!

Povijest izgleda

Tehnologija 3D skeniranja pojavila se tek prije nekoliko desetljeća, krajem 20. stoljeća. Prvi radni prototip pojavio se 60-ih godina. Naravno, tada se nije mogao pohvaliti širokim spektrom mogućnosti, ali bio je to pravi 3D skener koji je dobro obavio posao s glavnom funkcijom.

Sredinom 80-ih poboljšani su uređaji za skeniranje. Počeli su se nadopunjavati laserima, izvorima bijele svjetlosti i zatamnjenja. Zahvaljujući tome, bilo je moguće poboljšati "hvatanje" predmeta koji se proučavaju. Tijekom tog razdoblja pojavljuju se kontaktni senzori. Uz njihovu pomoć, digitalizirana je površina čvrstih predmeta, koji se nisu razlikovali u složenom obliku. Kako bi poboljšali opremu, programeri su morali posuditi niz optičkih tehnologija iz vojne industrije.

Upotreba 3D skenera bila je od interesa ne samo za dizajnere dizajnerskih studija, automobilskih koncerna, već i za radnike u filmskoj industriji. U 80-ima - 2000-ima različite tvrtke proizvele su vlastite modele opreme: skener glave, 3D skener REPLICA i druge. Od tada su se jedinice mijenjale, usavršavale, postajale mobilnije i funkcionalnije. Karakteristike 3d skenera danas su znatno drugačije.

Metode i tehnologije trodimenzionalnog skeniranja

Postoje dvije glavne metode:

1. Kontakt. Uređaj ispituje predmet fizičkim kontaktom dok je objekt na preciznoj površinskoj ploči. Kontaktni 3D skener je izuzetno precizan. Istina, prilikom skeniranja možete oštetiti ili promijeniti oblik predmeta.
2. Beskontaktno. Koristi se zračenje ili posebno svjetlo (ultrazvuk, x-zrake). U ovom slučaju, objekt se skenira kroz refleksiju svjetlosnog toka.

Tehnologije 3D skeniranja:

1. Laser. Rad uređaja temelji se na principu rada laserskih daljinomjera. Laserske skenere 3d karakterizira točnost rezultirajućeg trodimenzionalnog modela. Istina, njihova je uporaba teška u uvjetima mobilnosti objekata. Ovo je više 3D skener za zatvorene prostore. Skenirati osobu 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 uporaba eliminira bilo kakvu distorziju, čak i ako se objekt kreće. Također nema potrebe za reflektirajućim naljepnicama. Istina, takvi uređaji nisu prikladni za proučavanje ogledala, prozirnih ili sjajnih proizvoda. Ali ovo je izvrsna opcija za 3D ljudski skener.

Moderni 3d skeneri

Uređaji se mogu razlikovati na mnogo načina: opseg, veličina, oblik, tehnologija. Moderne jedinice koriste se iu industrijskim iu kućanstvima. Industrijski 3D skener koristan je u:

• inženjering;
• lijek;
• proizvodnja;
• oblikovati;
• filmska industrija;
• području računalnih igara.

Želio bih obratiti posebnu pozornost na ultrazvučni 3d skener. On je pravi nalaz za modernu medicinu. Uređaji su opskrbljeni energetskim, kolornim, tkivnim, kontinuiranim valnim i impulsnim dopplerima. Ovu jedinicu karakterizira najveća razlučivost, stoga je popularna u mamologiji, opstetriciji, urologiji, proučavanju krvnih žila 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 koordinatno osjetljiv detektor ili uređaj s nabojem. 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 provesti pod bilo kojim kutom, oko ili ispod ispitnih objekata.

Uređaji se koriste u kombinaciji s različitom opremom. To može biti ne samo 3d skener za 3d printer, već i 3d skener za ipad. Moderni proizvođači takvih jedinica proizvode mobilne uređaje koji rade ne samo sa stolnim računalima, već i s 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 dizajnu jedinstvenih dijelova, brzoj izradi prototipova i digitalizaciji objekata.

Koji 3D skener kupiti? TOP 5 najboljih 3D skenera 2018. iz 3Dtoola

Pozdrav svima, društvo je uz vas.
U suvremenom svijetu sav razvoj novih uređaja i prototipova odvija se u različitim CAD sustavima. Sav dizajn: tehničkih proizvoda i dizajnerskih radova odvija se elektronički. 3D modeli za sve na svijetu već su ustaljena stvarnost. Zbog toga su se na tržištu pojavili 3D skeneri koji olakšavaju izradu 3D modela.
3D skeneri su uređaji koji vrlo precizno stvaraju trodimenzionalnu kopiju bilo kojeg fizičkog objekta. A danas ćemo vam reći o 5 najboljih 3D skenera prema našoj verziji, na koje biste trebali obratiti pozornost.

1.

Ovo je stolni 3D skener koji je razvio Shining 3D. Tvrtka je specijalizirana za proizvodnju 3D skenera za različite zadatke. Prodaja se vrši u cijelom svijetu.
Za skeniranje ovaj skener koristi 2 kamere rezolucije 1,3 megapiksela.
Osnovni paket 3D skenera uključuje automatski gramofon. Što čini jedan programski i hardverski kompleks.
Točnost skeniranja objekata je do 0,1 mm.
Skener također može raditi u načinu snimanja teksture (tj. skenirati u boji).
Postoje 2 načina skeniranja: automatski (s okretnom pločom) i fiksni (bez okretne ploče).
Kada radi u automatskom načinu rada s gramofonom, 3D skener može skenirati objekte veličine do 200x200x200 mm.
Pomoću fiksne funkcije skeniranja možete skenirati velike objekte do 700x700x700 mm, ali bez rotirajućeg uređaja.
EinScan SE skener skenira objekt projiciranjem niza bijelih svjetlosnih zraka na objekt, kamere zauzvrat hvataju sve nepravilnosti na površini skeniranog objekta i stvaraju 3D model u online softveru 3D skenera.


Osnovni paket uključuje:

• Jedinica za skeniranje (kamere i projektor)
• Gramofon za skeniranje
• Kalibracijsko polje za početno postavljanje skenera
• Baza za postavljanje elemenata skenera
• Softver na ruskom

Prednosti:

• Jednostavnost rada
• Maksimalno automatizirano

Mane:

• Nije visoka točnost
• Zahtijeva NVIDIA grafičku karticu.

2.
Ovo je univerzalni, polu-profesionalni 3D skener, koji je pogodan za skeniranje objekata od 5 cm do 3 metra.
Pri skeniranju se koristi princip Structured Illumination.
3D skener ima tri ugrađene zone skeniranja, zahvaljujući kojima korisnik može optimalno prilagoditi parametre skeniranja za objekte različitih veličina. Po potrebi se može kombinirati nekoliko zona skeniranja: na primjer, ako veliki objekt ima malu površinu s malim detaljima koji zahtijevaju visoku razinu detalja, 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 korištenje oznaka (koje se mogu nanijeti i na sam skenirani objekt i na površine oko njega)
2. Skeniranje rotirajućim uređajem (stolom)
3. Skeniranje bez rotirajućeg uređaja i bez oznaka.

Skener dolazi s jednim kompletom ručno podesivih leća za tri područja skeniranja 3D RangeVision Spectrum - omogućuje vam da dobijete 3D modele objekata s točnošću od 0,04 do 0,12 mm. Također je prikladan za obavljanje inženjerskih zadataka, gdje je njegova točnost dovoljna.

Zasebno bih želio istaknuti napredni (stručni) softver. Ovo je vlastiti razvoj tvrtke RangeVision. Softver je uključen u 3D skener, a proizvođač ne naplaćuje obnavljanje ili ažuriranje licence. Omogućuje vam naknadnu obradu modela nakon skeniranja i vrlo fino podešavanje skenera prema skeniranom objektu.
Komplet uključuje gramofon koji vam omogućuje jednostavno skeniranje malih predmeta težine do 5 kg u automatskom načinu rada. Također možete skenirati objekte do 3 metra bez gramofona.
Prednosti:

• Visoka kvaliteta skeniranja
• Veliki raspon skeniranja od 5 cm do 3 m

Mane:

• Savladavanje softvera će potrajati. Međutim, RangeVision je od 07/10/2018 objavio novu verziju softvera, koja je postala osjetno jednostavnija.

3.
Ovo je ručni 3D skener za skeniranje objekata od 5 cm do 4 metra. Maksimalna točnost skeniranja do 0,05 mm (50 mikrona). Brzina skeniranja: 550 000 točaka/sekundi.
3D skener prikladan je i za skeniranje osobe i za skeniranje neživih objekata.
Skener ima sljedeće načine rada:

1. Ručno HD skeniranje (način ručnog skeniranja visoke rezolucije). Točnost skeniranja u ovom načinu je 0,1 mm. Potrebni su markeri za skeniranje (isporučuju se). Skeniranje u boji nije moguće. Ovaj način je potreban za rješavanje problema skeniranja velikih objekata s visokom preciznošću u ručnom načinu rada.
2. Ručno brzo skeniranje (način brzog ručnog skeniranja). Optimalan način za skeniranje ljudi. Točnost skeniranja 0,3 mm. Moguće je skeniranje u boji (modulom za skeniranje u boji). Ovaj način je prikladan za brzo skeniranje velikih objekata.
3. Automatsko skeniranje. Skeniranje se izvodi pomoću gramofona. Točnost skeniranja do 0,05 mm (50 mikrona). Prikladno za skeniranje malih objekata u automatskom načinu rada.

4. Fiksno skeniranje (Fiksni način). Skeniranje se odvija pomoću stativa i markera. Markeri se nasumično lijepe na skenirani objekt. Rotacije objekta se događaju 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 se dodatno opremiti sljedećim modulima: modul za skeniranje u boji, industrijski paket (stativ i rotacijski uređaj).

Nakon skeniranja, operater prima datoteke u formatima - OBJ，STL，ASC，PLY. Ovi formati su prikladni za sve postojeće 3D printere, CNC strojeve ili 3D editore. Neće biti problema s kompatibilnošću.
Einscan Pro Plus 3D skener vrlo je mobilan i ima najjednostavnije rukovanje. Pri izradi se posebna pažnja posvetila mogućnosti rada sa skenerom od strane neobučenih osoba. Stoga su svi procesi maksimalno automatizirani.
Softver se isporučuje sa skenerom - besplatno.
Prednosti:

• 4 načina rada
• Relativno niska cijena
• Automatizacija procesa
• Jednostavnost korištenja

Mane:

• Za rad je potrebno "gaming" računalo s NVIDIA grafičkom karticom
• Za skeniranje crnih, sjajnih, svjetlucavih predmeta potreban je mat sprej.

4.

Ovaj 3D skener temeljen na strukturiranom svjetlu idealan je izbor kada trebate izraditi 3D model predmeta srednje veličine u boji, na primjer: osoba, branik automobila.
Artec Eva je svestrani ručni 3D skener, što ga čini vodećim na tržištu profesionalnih ručnih 3D skenera. Rad uređaja temelji se na sigurnoj tehnologiji strukturirane rasvjete. Ovo je izvrsno svestrano rješenje za snimanje bilo kojeg objekta, uključujući objekte s crnim i sjajnim površinama. Ovaj skener ne treba kalibrirati. tvornički je kalibriran.
Točnost skeniranja do 0,1 mm. Točnost pozicioniranja 3D točke 0,5 mm.
Skener je opremljen kamerom od 1,3 MPix.
Podržan je način rada skeniranja u boji.
Brzina skeniranja do 2 milijuna točaka u sekundi, zahvaljujući čemu je skeniranje vrlo brzo.
Prednosti:

• Brzo 3D skeniranje
• Sposobnost rada na otvorenom
• Skenira crne i sjajne predmete.

Mane:

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

5.

Profesionalni skener koji omogućuje 3D digitalizaciju velikih i malih fizičkih objekata. Za 3D skener predviđene su tri zone skeniranja, koje vam omogućuju digitalizaciju i nakita i dijelova karoserije automobila s potrebnim detaljima i točnošću.
Korisnik može izvršiti 3D skeniranje pomoću pomoćnih markera, prema kojima se softver može automatski "sastaviti" za kombiniranje skenova. Uz to, zahvaljujući podršci markera i mogućnosti uvoza referentnih mreža generiranih fotogrametrijskim sustavima GOM i Aicon, moguće je postići točnost skeniranja do 0,05 mm na objektima većim od 2 m. No, ako se radi o muzejskim eksponatima ili drugim predmetima koji zahtijevaju posebnu njegu, RangeVision PRO5M 3D skener omogućit će vam skeniranje bez markera i izradu 3D modela prema geometriji samog predmeta.
3D skener RangeVision PRO5M koji radi na strukturiranom osvjetljenju povoljno se uspoređuje sa sličnim 3D laserskim skenerima u pogledu brzine skeniranja.
Ovaj skener opremljen je kamerama od 5 MP i dolazi s zasebnim kompletom unaprijed konfiguriranih leća 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
• Skup leća za svako područje skeniranja
• Tronožac s okretnom glavom
• Set kalibracijskih ploča
• Matirajući sprej
• Softver.

Prednosti:

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

Mane:

• Savladavanje softvera će potrajati
• Nije prikladno za ljudsko skeniranje

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

3D skener

Za izraz "Skener" pogledajte i druga značenja.

3D skener je periferni uređaj koji analizira oblik objekta i na temelju dobivenih podataka izrađuje njegov 3D model.

3D skeneri se dijele u dvije vrste prema načinu skeniranja:

• Kontakt, takva se metoda temelji na izravnom kontaktu skenera s predmetom koji se proučava.
• Beskontaktno
  • Aktivni skeneri: emitiraju neke usmjerene valove na objekt i detektiraju njegovu refleksiju za analizu: najčešće se koristi LED ili laserska zraka, rjeđe x-zrake, infracrveno zračenje ili ultrazvuk.
  • Pasivni skeneri: ne emitiraju ništa prema objektu, već se oslanjaju na detekciju reflektiranog ambijentalnog zračenja. Većina skenera ovog tipa detektira vidljivu svjetlost, lako dostupno zračenje iz okoline.

3D modeli dobiveni skeniranjem mogu se zatim obraditi CAD alatima te se u budućnosti mogu koristiti za razvoj proizvodne tehnologije (CAM) i inženjerskih proračuna (CAE). Alati poput 3D monitora, 3D pisača ili glodalice s omogućenim G-kodom mogu se koristiti za ispis 3D modela.

> Vidi također

• 3D printer
• 3D grafika
• Fotoskulptura

Korisni članci: