3D skener

3D skener je zařízení, které analyzuje objekt nebo prostředí reálného světa, aby shromáždilo údaje o jeho tvaru a případně vzhledu (například barvě). Shromážděné údaje pak mohou být použity k sestavení digitálních trojrozměrných modelů.

Mnoho různých technologií může být použito pro vytvoření 3D skenerů. Každá technologie má vlastní omezení, výhody a náklady. Stále existuje mnoho omezení v druhu objektů, které lze analyzovat. Například optická technologie se může setkat s mnoha problémy s lesklými, zrcadlovými nebo průhlednými objekty. Pro konstrukci digitálních 3D modelů může být použito například 3D skenování počítačem s počítačovou tomografií a 3D skenery se strukturovaným světlem, a to bez destrukčního testování.

Shromážděná data jsou užitečná pro širokou škálu aplikací. Tato zařízení jsou široce využívána zábavním průmyslem při výrobě filmů a videoher včetně virtuální reality. Jiné běžné aplikace této technologie zahrnují průmyslový design, ortézu a protetiku, reverzní inženýrství, návrhy prototypů, kontrolu kvality nebo kontrolu a digitalizaci kulturních artefaktů.

Typy skenerů

3D skenery se liší především použitou technologií, přesností měření a účelem, ke kterému mají sloužit. Existují:

1. Dotykové skenery Využívají se pro kontrolu geometrií součástí a jejich geometrických prvků. Zachycují pouze skenovaná místa, které vybere obsluha skeneru.
2. Bezkontaktní skenery Vhodné pro komplexní zaměření a kontrolu součásti či objektu • Ruční skener (vhodné pro menší součásti, využívá se nejčastěji při reverzním inženýrství) • Stacionární skener (skenovací objekt je nutné přenést ke skeneru) • Mobilní skener (skener lze přemisťovat a skenování může probíhat kdekoliv ve volném prostoru)
3. Optické skenery • Destruktivní 3D skenery (schopné digitalizovat vnější i vnitřní objemy) • Ultrazvukové 3D skenery (založené na principu snímání povrchu předmětu ultrazvukovou sondou) • Rentgenové 3D skenery (schopné zjišťovat informace jak o vnější, tak vnitřní geometrii užitím rentgenového záření)

Výstupní data

• Mračno bodů definuje povrch skenovaného objektu za pomoci jednotlivých bodů, z nichž každý má své vlastní souřadnice v trojrozměrném prostoru. Body nejsou ničím spojené a mohou udávat jako přídavnou veličinu informaci o barvě bodu a směru své normály. Pro vizuální práci je mračno bodů obtížnější než výstupy .STL nebo .OBJ, jelikož povrch není ztvárněn plošně a viditelnost všech bodů může být matoucí. Tato výstupní data jsou užívána hlavně u skenerů snímajících větší oblast ve svém okolí.
• Přípona .STL je typem, kdy jsou data tvořena trojúhelníkovou sítí, která tvoří model povrchu. STL data vyjadřují nejjednodušší způsob vykreslení tvaru povrchu a jsou užívána k tisku na 3D tiskárnách.
• Přípona .OBJ je druh dat tvořených stejným způsobem jako u přípony .STL do podoby trojúhelníkové sítě. Oproti předchozímu typu obsahují data navíc texturu povrchu předmětu, která je formována snímky pořízenými během procesu skenování.

Způsoby využití

• CAD / BIM modelování
• reverzní inženýrství
• As - Built dokumentace
• přesné plánovaní
• optimalizace
• virtuální realita

Oblasti využití

• průmysl
• stavebnictví
• architektura a kulturní památky
• filmový průmysl
• restaurátorství
• forenzní inženýrství

Výrobci skenerů

• GOM
• FARO Technologies
• Leica
• Trimble
• Lidar
• Artec
• Surphaser
• PreciSCAN
• GEOMAX
• CARL ZEISS
• HandyScan 3D
• MetraScan
• HandyProbe
• Mantis
• Precismo
• DotProduct
• RangeVision
• EinScan
• Hewlett-Packard
• Creaform
• Peel
• Shining 3D EinScan

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku 3D scanner na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu 3D skener na Wikimedia Commons
• Magazín CAD
• JANSA, Jan. 3D skenování, kontrola a měření součástí po výrobě 3D tiskem. Ostrava, 2018 [cit. 2020-01-22]. 44 s. Bakalářská práce. Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta strojní. Vedoucí práce Marek Pagáč. Dostupné online.