Руководство по 3D сканированию. Основные термины и понятия

Цифровое трехмерное представление физического объекта, созданное на основе данных, полученных в процессе 3D-сканирования.

Устройство, используемое для исследования физического объекта и его оцифровки с помощью датчиков для создания трехмерной модели.

Технология захвата данных о форме и размерах физического объекта с целью создания его точной цифровой трехмерной копии. Этот процесс позволяет переносить физические параметры объекта в цифровой формат в виде объемной модели.

Программное обеспечение для автоматизированного проектирования, используемое для создания и редактирования 2D и 3D моделей.

Система обозначений на чертежах, определяющая допустимые отклонения геометрических параметров детали.

Еще один распространенный формат файла для 3D моделей, который может хранить как геометрию, так и цвет и текстуру.

Распространенный формат файла для 3D моделей, представляющий поверхность в виде триангулированной сетки.

Метод 3D-сканирования, при котором отсутствует физический контакт между сканером и объектом. К таким методам относятся лазерное сканирование, сканирование структурированным светом и фотограмметрия.

Применение 3D-сканирования для создания реалистичных и детализированных изображений объектов, используемых в медиа, рекламе, искусстве и развлечениях.

Тип лазерных сканеров, определяющих расстояние до объекта путем измерения времени, которое требуется лазерному или инфракрасному лучу для отражения обратно к сканеру. Часто используются для сканирования крупных объектов.

Характеристики объекта, описывающие его форму и размеры, которые могут быть точно измерены и проанализированы с помощью 3D-сканирования.

Процесс уменьшения количества полигонов в 3D модели с целью снижения ее размера и оптимизации.

Допустимое отклонение размера или геометрического параметра детали от номинального значения.

Датчик, используемый в некоторых 3D-сканерах, который может иметь ограничения при сканировании углублений.

Процесс настройки 3D-сканера, включающий считывание положения маркеров для определения ориентации сканера в пространстве.

Технология 3D-сканирования, основанная на физическом контакте измерительного щупа с поверхностью объекта для определения его координат. Координатно-измерительные машины (КИМ) являются примером контактных сканеров.

Использование 3D-сканирования для проверки соответствия физических деталей их проектным 3D-моделям, выявления отклонений и обеспечения точности производства.

Соосность двух или более геометрических элементов (например, цилиндров).

Метод лазерного сканирования, основанный на измерении времени возвращения лазерного луча (аналогично радиолокации), используется в основном стационарными сканерами для оцифровки крупных объектов.

Метод лазерного сканирования, при котором лазерный луч или линия проецируется на объект, а камера фиксирует его деформацию для определения расстояния до поверхности объекта с помощью тригонометрических расчетов.

Технология, использующая лазерный луч или лазерную сетку для измерения геометрии объекта и создания его цифровой 3D-модели. Обеспечивает высокую точность и применяется для широкого спектра задач. Различают методы лазерной триангуляции и лазерной локации (LiDAR). Современные сканеры часто используют синий лазер, который лучше справляется с блестящими поверхностями по сравнению с красным лазером.

Технология, используемая во времяпролетных лазерных сканерах, для определения расстояния до объектов с помощью измерения времени прохождения лазерного импульса. Применяется в геодезии, картографии и других областях.

Специальные опорные точки, размещаемые на объекте или вокруг него для облегчения процесса сканирования и сшивания отдельных сканов. Обеспечивают сканеру возможность ориентироваться в пространстве. Могут быть многоразовыми магнитными или клеевыми. Некоторые сканеры могут работать без маркеров, ориентируясь на геометрию или текстуру объекта.

Процесс нанесения специального матирующего спрея на блестящие или отражающие поверхности для улучшения качества сканирования.

Подтвержденная документально точность измерений 3D-сканера, учитывающая внешние факторы.

Набор трехмерных координат, полученных в результате 3D-сканирования, представляющий собой дискретное описание поверхности объекта.

Процесс создания трехмерной модели на основе физического объекта, часто при отсутствии конструкторской документации. Включает сканирование объекта и последующее построение его CAD-модели.

Тип 3D-сканеров, использующих проекцию структурированного света на объект и анализ его деформации для определения трехмерной формы. Могут быть ручными или стационарными и способны сканировать цвет и текстуру.

Разница между измеренным значением параметра и его номинальным значением.

Документ, содержащий результаты измерений и сравнения отсканированной детали с эталонной CAD-моделью или заданными допусками.

Тип 3D-модели, созданной в CAD-системах и основанной на параметрах и зависимостях, что обеспечивает гибкость при ее редактировании.

Ключевыми характеристиками являются точность, разрешение, диапазон работы, поле сканирования, скорость сканирования.

Устройство для фиксации и вращения объекта во время сканирования, особенно при использовании стационарных сканеров, для получения данных со всех сторон.

Мера отклонения поверхности от идеальной плоскости.

Допуск, определяющий допустимое отклонение фактического положения элемента (например, отверстия) от его идеального положения.

3D-модель, состоящая из множества полигонов (обычно треугольников), образующих поверхность объекта. Является непосредственным результатом процесса 3D-сканирования.

Поверхность, состоящая из соединенных многоугольников (обычно треугольников), построенная на основе облака точек для создания твердотельной модели.

Легкие и мобильные 3D-сканеры, которые можно перемещать вокруг объекта для его сканирования.

Технология используется в различных областях, включая обратное проектирование, контроль качества, визуализацию, цифровую архивацию и реставрацию, медицину, архитектуру и строительство, дизайн интерьеров, литейную промышленность, сохранение культурного наследия, развлечения и СМИ.

3D-сканеры захватывают данные с поверхности физического объекта для создания точной цифровой трехмерной модели. Они измеряют расстояния до характерных точек объекта, определяя их координаты в пространстве. Полученные данные представляют собой облако точек.

Специализированные программы для управления 3D-сканером, обработки полученных данных (облаков точек), их сшивания, создания 3D-моделей и проведения анализа.

Может включать калибровку оборудования, нанесение маркеров (меток) для ориентации сканера, сам процесс сканирования объекта, сшивание (совмещение) отдельных сканов в единую модель, и последующую обработку полученного облака точек для создания полигональной или параметрической модели.

Для сканирования блестящих или темных объектов может потребоваться матирование поверхности или использование сканеров с определенным типом излучения (например, синим лазером).

Плотность точек в облаке точек, определяющая детализацию и точность получаемой 3D-модели.

Процесс анализа физического объекта для воссоздания его конструкции, дизайна или чертежей.

Портативные сканеры, которые оператор перемещает вручную вокруг сканируемого объекта.

Процесс сканирования объекта путем свободного перемещения ручного сканера вокруг него.

Возможность 3D-сканера (обычно оптического) одновременно с геометрией объекта захватывать информацию о его цвете и поверхности.

3D-сканеры, закрепленные на штативе или другой неподвижной основе, часто используются с поворотным столом для сканирования небольших объектов или для сканирования крупных, неподвижных объектов.

Бесконтактная технология сканирования, основанная на проецировании на объект светового шаблона (полос, блоков и т.п.) и анализе его искажений с помощью камер для определения 3D-формы объекта.

Процесс объединения нескольких отдельных сканов, полученных с разных ракурсов, в единую трехмерную модель с использованием общих маркеров или геометрии.

Процесс нанесения цветной или текстурной информации на 3D модель, полученной, например, с помощью фотографий.

Основные технологии включают лазерное сканирование, сканирование структурированным светом, фотограмметрию, а также упоминается контактное 3D-сканирование и времяпролетные сканеры (TOF).

Различают ручные (портативные) 3D-сканеры и стационарные (настольные) 3D-сканеры.

Степень соответствия результатов 3D-сканирования фактическим размерам и форме объекта.

Мера того, насколько близко цифровая модель соответствует реальному физическому объекту. Измеряется в микронах или миллиметрах.

Геометрический принцип, лежащий в основе работы многих 3D-сканеров (как лазерных, так и использующих структурированный свет), основанный на определении положения точки в пространстве по известным углам и расстояниям.

Метод получения трехмерных данных об объекте на основе серии его фотографий, сделанных с разных ракурсов.

Мера отклонения поверхности от идеального цилиндра.