اسکن سه بعدی : روشی برای ایجاد نسخه دیجیتالی و سه بعدی از اشیای واقعی است . روش های مختلفی برای اسکن سه بعدی وجود دارندکه هر کدام از فناوری خاصی استفاده میکنند.برخی از این روشها برای مبتدیان و برخی دیگر توسط افراد حرفه ای به کار گرفته می شوند.در این مقاله انواع اسکنر سه بعدی چگونگی عملکرد آنها و کاربردهای اسکن 3d رابررسی میکنیم.
اسکنر سه بعدی چیست ؟
اسکنر سه بعدی یک فناوری برای ساخت مدلهای سه بعدی دقیق از اشیای واقعی است .اساسا کار یک اسکنر سه بعدی شبیه به دوربین هایی است که روزمره از آنها استفاده میکنیم .البته با این تفاوت که برخلاف دوربین اسکنر سه بعدی نه تنها ظاهر شی بلکه جزئیات و هندسه آن را هم ثبت می کند .در همین راستا اسکنرهای سه بعدی می توانند مدل سه بعدی بسیاردقیق و واقعی از اشیا تولید کنند .
در طی فرآیند اسکن سه بعدی تمام اطلاعات لازم برای بازسازی شکل و ظاهر شی جمع آوری می شود و در نهایت به صورت نسخه دیجیتالی و دقیق نمایش داده می شود. به لطف تکنولوژی اسکنر سه بعدی شما میتوانید مدل های سه بعدی مورد نیاز خود را ایجاد کنید و از آنها برای پروژهای خود یا بازسازی تحلیل و شبیه سازی ایده های مختلف استفاده کنید .
اسکنر سه بعدی چگونه کار میکند؟
نحوه کار اسکنرهای سه بعدی به این صورت است که ابتدا چندین عکس از زاویه های مختلف یک شی می گیرد . سپس این عکسها را با هم ترکیب می کند تا یک مدل سه بعدی از شی ایجادشود . این مدل سه بعدی مانند یک کپی دقیق از شی است که می توانید آن را روی کامپیوتر خود بچرخانید و از زاویه های مختلف ببینید و بررسی کنید. در ادامه انواع مختلف تکنولوژی اسکنرهای سه بعدی را بررسی میکنیم .
اسکنر سه بعدی لیزری
استفاده از اسکنر لیزری سه بعدی یکی از محبوب ترین روش ها برای ساخت مدل های سه بعدی است . اسکن لیزری به یکی از دو روش اصلی مثلث بندی لیزری (Laser Triangulation) و زمان پرواز (Time of Flight) انجام می شود که تفاوت هایی در فرآیند اسکن دارند . این اسکنرها برای ثبت شکل دقیق اشیا به صورت سه بعدی و دقیق از نور لیزر و دوربین استفاده می کنند.
برای این منظور ابتدا اسکنر نقطه یا خط لیزر را روی سطح شی می تاباند . سپس با اندازه گیری زمان بازگشت آن فاصله هر نقطه از سطح شی تا اسکنر را محاسبه می کند .در نهایت با کنار هم قرار دادن این اطلاعات یک مدل سه بعدی دقیق از اشیا ایجاد میشود که می توان از آن در موارد مختلفی استفاده کرد .یکی از مزیتهای اسکنرهای لیزری این است که می توانند جزئیات بسیار ریز و اشکال پیچیده را هم اندازه گیری و ثبت کنند . به همین خاطر معمولا از آنها برای اندازه گیری و بررسی اشیایی که شکل های پیچیده ای دارند استفاده می شود.
فتوگرامتری
یکی از راحت ترین روش های ساخت مدل های سه بعدی استفاده از روش فتوگرامتری(photogrammetry) است . در این روش با گرفتن چند عکس از زوایای مختلف یک شی و سپس ترکیب آنها با هم یک مدل سه بعدی ساخته میشود . در واقع در فرآیند فتوگرامتری دستگاه داده هایی که برای ایجاد یک مدل سه بعدی نیاز دارید (مانند شکل حجم فرورفتگی ها عمق و غیره ) را از عکس های مختلف جمع آوری میکند.
در نهایت با ترکیب آنها همه عکس ها را به یک مدل سه بعدی تبدیل می کند . از آنجایی که در این روش داده ها از عکس ها گرفته می شود . این روش این قابلیت را دارد که رنگ و بافت شی را هم روی مدل سه بعدی بازسازی کند . این روش برای ساخت مدل هایی استفاده می شود که کاربرد های دیجیتالی دارند . مانند: بازی ها. واقعیت مجازی . معماری و غیره...
البته توجه داشته باشید که دقت فتوگرامتری به اندازه سایر روش ها (مانند اسکن لیزری) بالا نیست . هر چند با استفاده از نرم افزارهای خوب . می توانید نتایج رضایت بخشی را دریافت کنید . یکی از معایب این روش این است که کیفیت مدل سه بعدی نهایی . به کیفیت عکس ها بستگی دارد و ممکن است بخش های تاریک عکس ها در مدل نهایی وجود نداشته باشد . از طرفی روش فتوگرامتری سرعت بیشتری دارد و رنگ های واقعی اشیا و اجسام حفظ می شود . روش فتوگرامتری برای اسکن اشیا و مناطق بزرگ بسیار مناسب است.
اسکن نور ساختاریافته : استفاده از پروژکتور برای ایجاد تصاویر سه بعدی
در این روش اسکن سه بعدی به جای استفاده از چند دوربین برای اسکن کردن . از یک پروژکتور استفاده می شود . این پروژکتورها الگوهای نوری مختلفی مانند خطوط . نقاط یا الگوهای پیچیده تر را روی سطح جسم می تابانند و هم زمان از آن عکس می گیرند . نحوه تغییر شکل این الگو ها روی جسم توسط پروژکتور ثبت می شود و با استفاده از این اطلاعات یک مدل سه بعدی از جسم ایجاد می شود .
این روش معمولا در فناوری های تشخیص چهره و محیط استفاده می شود . همچنین این اسکنرها دقت بیشتری نسبت به سایر روش های اسکن سه بعدی دارند . اما یادگیری نحوه استفاده از آنها ممکن است زمان بر باشد و نرم افزارهای پیچیده تری هم دارند. از طرفی دیگر این دستگاه ها معمولا حساسیت زیادی دارند و قیمت آنها از سایر اسکنر ها بیشتر است .
