3D-сканирование — это процесс анализа реального объекта или окружающей среды для сбора данных о его форме и, возможно, внешнем виде (например, цвете). Собранные данные затем можно использовать для построения цифровых 3D-моделей .
3D-сканер может быть основан на множестве различных технологий, каждая из которых имеет свои ограничения, преимущества и стоимость. Многие ограничения в отношении объектов, которые могут быть оцифрованы , все еще присутствуют. Например, оптическая технология может столкнуться со многими трудностями при работе с темными, блестящими, отражающими или прозрачными объектами. Например, промышленные компьютерные томографы , 3D-сканеры со структурированным светом , LiDAR и Time Of Flight 3D-сканеры могут использоваться для создания цифровых 3D-моделей без разрушающего тестирования .
Собранные 3D-данные полезны для самых разных приложений. Эти устройства широко используются индустрией развлечений при производстве фильмов и видеоигр, включая виртуальную реальность . Другие распространенные применения этой технологии включают дополненную реальность , [1] захват движения , [2] [3] распознавание жестов , [4] роботизированное картографирование , [5] промышленный дизайн , ортопедию и протезирование , [6] обратный инжиниринг и прототипирование , качество контроль /осмотр и оцифровкакультурных артефактов. [7]
Целью 3D-сканера обычно является создание 3D-модели . Эта 3D-модель состоит из полигональной сетки или облака точек геометрических образцов на поверхности объекта. Затем эти точки можно использовать для экстраполяции формы объекта (процесс, называемый реконструкцией ). Если информация о цвете собирается в каждой точке, то также можно определить цвета или текстуры на поверхности предмета.
3D-сканеры имеют несколько общих черт с камерами. Как и большинство камер, они имеют конусообразную форму поля зрения и, как и камеры, могут собирать информацию только о незатененных поверхностях. В то время как камера собирает информацию о цвете поверхностей в пределах своего поля зрения , 3D-сканер собирает информацию о расстоянии до поверхностей в пределах своего поля зрения. «Картинка», созданная 3D-сканером, описывает расстояние до поверхности в каждой точке изображения. Это позволяет идентифицировать трехмерное положение каждой точки на изображении.
В некоторых ситуациях одно сканирование не дает полной модели объекта. Многократное сканирование с разных направлений обычно полезно для получения информации обо всех сторонах предмета. Эти сканы должны быть объединены в общую справочную систему , процесс, который обычно называется выравниванием или регистрацией , а затем объединены для создания полной 3D-модели. Весь этот процесс, переход от одной карты диапазона к целой модели, обычно называется конвейером 3D-сканирования. [8] [9] [10] [11] [12]