Mașini și mese rotative pentru crearea de scanere

) am decis să încercăm să-l asamblam și, dacă este posibil, să-i îmbunătățim designul. Nici nu ne-am putea imagina ce va rezulta din asta, cu atât mai puțin să ne imaginăm că vom câștiga mai multe expoziții științifice și de inginerie cu el. Dar în ordine. Cine este interesat să cunoască rezultatul, bine ați venit la pisică (o mulțime de fotografii).

Primul prototip

Mai întâi am decis să construim un telemetru laser. A fost realizat pe baza unui articol de pe un forum de radioamatori. Doar un indicator laser și o cameră. Un program a fost scris în Java pentru a procesa imagini. Pentru o măsurătoare, au fost făcute două fotografii: cu și fără laser. După ce le-am comparat, am putea găsi cu siguranță punctul laser. Odată ce acesta a funcționat, telemetrul a fost montat pe o platformă care se putea roti în două planuri. Înainte să vă arăt ce am primit, trebuie să vă avertizez - nu sunt foarte multe materiale la școala de vară, așa că am pus împreună un prototip din ceea ce aveam:

Camera este vizibilă imediat, iar laserul este acel cilindru de alamă de deasupra lui. Pentru a roti platforma, am folosit două motoare pas cu pas, care la rândul lor au fost conectate la o placă de control pe un microcontroler Atmega32. Laserul a fost conectat la el. Placa în sine a fost conectată la computer printr-un adaptor USB->UART. Programul de pe computer a făcut poze, le-a procesat, a introdus coordonatele punctelor obținute într-un fișier și a trimis comenzi la panoul de control.

Rezultatul a fost interesant. Da, am găsit distanța. Da, am putea „ținti” orice punct din emisferă deasupra scanerului. Și bucuria noastră nu a cunoscut limite. Dar când am evaluat timpul de scanare pentru această emisferă, s-a dovedit a fi de 48 de ore. Și nu este vorba despre cameră. Și nici măcar în Java. Problema a fost că instalația era atât de subțire încât s-a clătinat după fiecare viraj timp de cinci secunde. A trebuit să fac o măsurătoare, să mă întorc și să aștept cinci secunde până nu se mai legănă. Și în plus, biblioteca pentru cameră a pornit și apoi oprit-o înainte de fiecare fotografie. Acest lucru a durat 1-2 secunde. Dar școala de vară se încheia și nu mai era timp să o refacem: era deja cu o seară înainte de finalizarea proiectului. Sau mai bine zis dimineata. A doua zi ne-am prezentat proiectul la un concurs în fața unui juriu științific și am câștigat pe neașteptate. Probabil din cauza acestei victorii am decis să ne continuăm munca la acest proiect.

Versiunea a doua

De fapt, vara a trecut și anul școlar a început. Dorința de a munci a dispărut. Instalarea era planificată să fie finalizată până la următorul concurs, care mai era o lună întreagă. Lună. Și apoi dintr-o dată trei zile. Dar în decurs de o lună am decis să schimbăm setarea. Asamblați-l bine, instalați o lentilă pe indicatorul laser, care va crea o linie laser. Acest lucru ar permite scanarea a 720 de puncte simultan (scanerul avea o cameră HD). Doar trei zile și-au făcut propriile ajustări:

Cel de-al doilea scaner este asamblat din rigle de plastic, lipici, bandă de mascare și este ținut pe loc doar cu bandă electrică albastră. În loc de lentilă există o eprubetă. Un laser verde strălucește pe această eprubetă. Fasciculul reflectat creează o bandă laser mai mult sau mai puțin uniformă pe ecran. Telemetrul este atașat la un singur motor, care îl rotește într-un plan orizontal. Placa de control a fost înlocuită cu STM32VLDiscovery. Doar că știu mai bine STM32 și, în plus, Atmega s-a ars, iar programatorul s-a pierdut cu mult timp în urmă. Nu arată foarte bine, dar funcționează! Vibrațiile au scăzut și viteza a crescut în consecință. Dar nu mult. Aici a fost descoperită o captură foarte interesantă - indicatorul laser chinezesc nu s-a pornit imediat, ci și-a crescut treptat puterea în decursul unei secunde. Astfel, o secundă pentru a oscila, o secundă pentru a încălzi laserul, o secundă pentru a face o poză și sunt două. Deci avem 4 secunde. Dar într-o singură măsurare găsim distanțe de până la 720 de puncte! Procesul de scanare arăta cam așa:

Iar rezultatul este cam asa:

Poza nu pare foarte interesanta, dar cana a fost voluminoasa in program. L-ai putea privi din unghiuri diferite.

Care este concurența reală? Dar nimic! Am terminat de scanat totul la 4 dimineata, iar la 9 dimineata la stand am descoperit ca laserul s-a ars. După cum s-a dovedit, în timp ce îl cărăm de la hotel la stand, ploaia a intrat în el și, când a fost pornit, a ars. Și când nu funcționează, arată atât de rău încât este greu de crezut cuvintele „a funcționat acum 5 ore”. Eram supărați. Dorința de a continua a dispărut odată cu fumul de la laser. Dar tot a fost adunat...

A treia versiune

Și a fost asamblat din nou pentru competiție. Mai mult, ne-am pregătit îndelung și temeinic. Mai mult de o săptămână. Și iată rezultatul:

Primul lucru care vă atrage atenția este că acum nu scanăm zona din jurul scanerului, ci un obiect care se rotește pe platformă. Am primit, de asemenea, lentila necesară, am asamblat totul corect, am rescris programul și am înlocuit, de asemenea, placa de depanare cu una de casă. Și acum facem o singură fotografie pe măsurare. Laserul este suficient de puternic, iar obiectivul este suficient de bun pentru a localiza în mod unic laserul într-o fotografie. Datorită acestui lucru, nu așteptăm ca laserul să se încălzească - este mereu pornit. Și acum pornim camera o singură dată. Adică, timpul este cheltuit mai ales cu rotirea platformei și procesarea imaginii. Un meniu pentru selectarea preciziei a fost adăugat la program. Timpul de scanare este de la două până la zece minute. În funcție de precizia selectată. Cu precizie maximă, se dovedește că platforma se rotește cu 0,5 grade pe pas, iar distanța este determinată cu o precizie de 0,33 mm. Platforma este antrenată de un motor pas cu pas printr-o cutie de viteze. Platforma în sine este un disc mare, iar rola de cauciuc de pe arborele motorului este mică. Motorul și laserul au fost controlate de un microcontroler STM32F050F4 prin tranzistori cu efect de câmp. La începutul articolului este o scanare a jucăriei obținute cu ajutorul acestui scaner. Deoarece scanerul produce un nor de puncte în format .obj, după triangulare putem imprima obiectul scanat pe o imprimantă 3D, așa cum se vede în aceeași fotografie. Pe ecran putem vedea modelul după triangulare. Nu a fost efectuată nicio lucrare manuală la model.

Am câștigat competiția. Și a dat intrare la competiția internațională Intel ISEF. Așa că am început să lucrăm la următorul scaner.

A patra versiune

În acest moment, aceasta este cea mai recentă versiune a scanerului pe care am colectat-o. Pentru comparație, există o a doua versiune pe platformă. Am încercat să abordăm dezvoltarea celui de-al patrulea scaner cât am putut de amănunțit. Instalația a fost desenată în CAD, piesele au fost tăiate cu laser, totul a fost vopsit, nimic inutil ieșit din exterior. Modificări: Platforma este acum de fapt un angrenaj. Este decupat din plexiglas și are 652 de dinți de-a lungul marginilor. Acest lucru rezolvă o problemă care a deteriorat grav scanările în scanerul anterior: rola de cauciuc ar aluneca puțin, motiv pentru care platforma nu se rotea adesea la 360 de grade. Scanările au fost fie „decupate”, fie suprapuse. Aici am știut întotdeauna exact cât de rotită este platforma. Puterea laserului a fost făcută reglabilă prin software. Datorită acestui fapt, a fost posibilă schimbarea puterii laserului din mers, evitând iluminarea pieselor inutile în condiții de lumină scăzută. Pentru a controla toată electronica, am decis să nu construim o nouă placă, ci pur și simplu să folosim depanarea F401RE-Nucleo. Are ST-LinkV2.1 instalat, care funcționează ca depanator și adaptor USB->UART.

Precizia a fost uimitoare: rezoluție unghiulară 0,14 grade. La o distanta de 0,125 mm. Zona de scanare este un cilindru cu o înălțime de 20 cm și un diametru de 30 cm. Prețul tuturor pieselor și tăierea cu laser la momentul creării sale (mai 2014) a fost mai mic de 4.000 de ruble.

În timpul utilizării, îl setăm la precizia maximă o singură dată. Scanarea a durat 15-20 de minute. Am primit aproape 2 milioane de puncte. Laptopul a refuzat să calculeze modelul din norul de puncte. Experimentul nu s-a repetat.

Concluzie

În viitorul apropiat ne propunem să reluăm lucrările la proiect și, prin urmare, vom finaliza atât programul, cât și instalarea. Sper că în viitorul apropiat vom scrie despre asamblare pas cu pas, desene postate, programe și orice altceva. Acest lucru nu se va mai încadra în acest articol.

Mulțumesc tuturor celor care au citit până la sfârșit!

UPD:
Un coleg a găsit un videoclip despre funcționarea scanerului pe care l-am filmat la ISEF:

Da, majoritatea videoclipului nu este interesant, dar la sfârșit există un model pe un laptop.

Și iată exemple de obiecte scanate. Dar toate aparțin celei de-a treia versiuni a scanerului.
Dropbox
În fișierul model.obj puteți vedea clar ce se întâmplă când această rolă de cauciuc alunecă pe motor - câinele are trei ochi. Scanarea a fost oprită, provocând o tăietură. Toate fișierele sunt nori de puncte. Îl puteți deschide folosind MeshLab. Modelele nu au fost prelucrate manual. Date complet brute. De sus puteți vedea „pete albe” - zone fără puncte. Camera nu le vede. Pete albe pot fi observate și în alte locuri. Acestea apar fie în zonele prea întunecate, fie atunci când suprafețele se suprapun. De exemplu, în fișierul stn_10.obj, coarnele caprei se suprapun între ele, motiv pentru care suprafața interioară a coarnelor nu a fost scanată.

) am decis să încercăm să-l asamblam și, dacă este posibil, să-i îmbunătățim designul. Nici nu ne-am putea imagina ce va rezulta din asta, cu atât mai puțin să ne imaginăm că vom câștiga mai multe expoziții științifice și de inginerie cu el. Dar în ordine. Cine este interesat să cunoască rezultatul, bine ați venit la pisică (o mulțime de fotografii).

Primul prototip

Mai întâi am decis să construim un telemetru laser. A fost realizat pe baza unui articol de pe un forum de radioamatori. Doar un indicator laser și o cameră. Un program a fost scris în Java pentru a procesa imagini. Pentru o măsurătoare, au fost făcute două fotografii: cu și fără laser. După ce le-am comparat, am putea găsi cu siguranță punctul laser. Odată ce acesta a funcționat, telemetrul a fost montat pe o platformă care se putea roti în două planuri. Înainte să vă arăt ce am primit, trebuie să vă avertizez - nu sunt foarte multe materiale la școala de vară, așa că am pus împreună un prototip din ceea ce aveam:

Camera este vizibilă imediat, iar laserul este acel cilindru de alamă de deasupra lui. Pentru a roti platforma, am folosit două motoare pas cu pas, care la rândul lor au fost conectate la o placă de control pe un microcontroler Atmega32. Laserul a fost conectat la el. Placa în sine a fost conectată la computer printr-un adaptor USB->UART. Programul de pe computer a făcut poze, le-a procesat, a introdus coordonatele punctelor obținute într-un fișier și a trimis comenzi la panoul de control.

Rezultatul a fost interesant. Da, am găsit distanța. Da, am putea „ținti” orice punct din emisferă deasupra scanerului. Și bucuria noastră nu a cunoscut limite. Dar când am evaluat timpul de scanare pentru această emisferă, s-a dovedit a fi de 48 de ore. Și nu este vorba despre cameră. Și nici măcar în Java. Problema a fost că instalația era atât de subțire încât s-a clătinat după fiecare viraj timp de cinci secunde. A trebuit să fac o măsurătoare, să mă întorc și să aștept cinci secunde până nu se mai legănă. Și în plus, biblioteca pentru cameră a pornit și apoi oprit-o înainte de fiecare fotografie. Acest lucru a durat 1-2 secunde. Dar școala de vară se încheia și nu mai era timp să o refacem: era deja cu o seară înainte de finalizarea proiectului. Sau mai bine zis dimineata. A doua zi ne-am prezentat proiectul la un concurs în fața unui juriu științific și am câștigat pe neașteptate. Probabil din cauza acestei victorii am decis să ne continuăm munca la acest proiect.

Versiunea a doua

De fapt, vara a trecut și anul școlar a început. Dorința de a munci a dispărut. Instalarea era planificată să fie finalizată până la următorul concurs, care mai era o lună întreagă. Lună. Și apoi dintr-o dată trei zile. Dar în decurs de o lună am decis să schimbăm setarea. Asamblați-l bine, instalați o lentilă pe indicatorul laser, care va crea o linie laser. Acest lucru ar permite scanarea a 720 de puncte simultan (scanerul avea o cameră HD). Doar trei zile și-au făcut propriile ajustări:

Cel de-al doilea scaner este asamblat din rigle de plastic, lipici, bandă de mascare și este ținut pe loc doar cu bandă electrică albastră. În loc de lentilă există o eprubetă. Un laser verde strălucește pe această eprubetă. Fasciculul reflectat creează o bandă laser mai mult sau mai puțin uniformă pe ecran. Telemetrul este atașat la un singur motor, care îl rotește într-un plan orizontal. Placa de control a fost înlocuită cu STM32VLDiscovery. Doar că știu mai bine STM32 și, în plus, Atmega s-a ars, iar programatorul s-a pierdut cu mult timp în urmă. Nu arată foarte bine, dar funcționează! Vibrațiile au scăzut și viteza a crescut în consecință. Dar nu mult. Aici a fost descoperită o captură foarte interesantă - indicatorul laser chinezesc nu s-a pornit imediat, ci și-a crescut treptat puterea în decursul unei secunde. Astfel, o secundă pentru a oscila, o secundă pentru a încălzi laserul, o secundă pentru a face o poză și sunt două. Deci avem 4 secunde. Dar într-o singură măsurare găsim distanțe de până la 720 de puncte! Procesul de scanare arăta cam așa:

Iar rezultatul este cam asa:

Poza nu pare foarte interesanta, dar cana a fost voluminoasa in program. L-ai putea privi din unghiuri diferite.

Care este concurența reală? Dar nimic! Am terminat de scanat totul la 4 dimineata, iar la 9 dimineata la stand am descoperit ca laserul s-a ars. După cum s-a dovedit, în timp ce îl cărăm de la hotel la stand, ploaia a intrat în el și, când a fost pornit, a ars. Și când nu funcționează, arată atât de rău încât este greu de crezut cuvintele „a funcționat acum 5 ore”. Eram supărați. Dorința de a continua a dispărut odată cu fumul de la laser. Dar tot a fost adunat...

A treia versiune

Și a fost asamblat din nou pentru competiție. Mai mult, ne-am pregătit îndelung și temeinic. Mai mult de o săptămână. Și iată rezultatul:

Primul lucru care vă atrage atenția este că acum nu scanăm zona din jurul scanerului, ci un obiect care se rotește pe platformă. Am primit, de asemenea, lentila necesară, am asamblat totul corect, am rescris programul și am înlocuit, de asemenea, placa de depanare cu una de casă. Și acum facem o singură fotografie pe măsurare. Laserul este suficient de puternic, iar obiectivul este suficient de bun pentru a localiza în mod unic laserul într-o fotografie. Datorită acestui lucru, nu așteptăm ca laserul să se încălzească - este mereu pornit. Și acum pornim camera o singură dată. Adică, timpul este cheltuit mai ales cu rotirea platformei și procesarea imaginii. Un meniu pentru selectarea preciziei a fost adăugat la program. Timpul de scanare este de la două până la zece minute. În funcție de precizia selectată. Cu precizie maximă, se dovedește că platforma se rotește cu 0,5 grade pe pas, iar distanța este determinată cu o precizie de 0,33 mm. Platforma este antrenată de un motor pas cu pas printr-o cutie de viteze. Platforma în sine este un disc mare, iar rola de cauciuc de pe arborele motorului este mică. Motorul și laserul au fost controlate de un microcontroler STM32F050F4 prin tranzistori cu efect de câmp. La începutul articolului este o scanare a jucăriei obținute cu ajutorul acestui scaner. Deoarece scanerul produce un nor de puncte în format .obj, după triangulare putem imprima obiectul scanat pe o imprimantă 3D, așa cum se vede în aceeași fotografie. Pe ecran putem vedea modelul după triangulare. Nu a fost efectuată nicio lucrare manuală la model.

Am câștigat competiția. Și a dat intrare la competiția internațională Intel ISEF. Așa că am început să lucrăm la următorul scaner.

A patra versiune

În acest moment, aceasta este cea mai recentă versiune a scanerului pe care am colectat-o. Pentru comparație, există o a doua versiune pe platformă. Am încercat să abordăm dezvoltarea celui de-al patrulea scaner cât am putut de amănunțit. Instalația a fost desenată în CAD, piesele au fost tăiate cu laser, totul a fost vopsit, nimic inutil ieșit din exterior. Modificări: Platforma este acum de fapt un angrenaj. Este decupat din plexiglas și are 652 de dinți de-a lungul marginilor. Acest lucru rezolvă o problemă care a deteriorat grav scanările în scanerul anterior: rola de cauciuc ar aluneca puțin, motiv pentru care platforma nu se rotea adesea la 360 de grade. Scanările au fost fie „decupate”, fie suprapuse. Aici am știut întotdeauna exact cât de rotită este platforma. Puterea laserului a fost făcută reglabilă prin software. Datorită acestui fapt, a fost posibilă schimbarea puterii laserului din mers, evitând iluminarea pieselor inutile în condiții de lumină scăzută. Pentru a controla toată electronica, am decis să nu construim o nouă placă, ci pur și simplu să folosim depanarea F401RE-Nucleo. Are ST-LinkV2.1 instalat, care funcționează ca depanator și adaptor USB->UART.

Precizia a fost uimitoare: rezoluție unghiulară 0,14 grade. La o distanta de 0,125 mm. Zona de scanare este un cilindru cu o înălțime de 20 cm și un diametru de 30 cm. Prețul tuturor pieselor și tăierea cu laser la momentul creării sale (mai 2014) a fost mai mic de 4.000 de ruble.

În timpul utilizării, îl setăm la precizia maximă o singură dată. Scanarea a durat 15-20 de minute. Am primit aproape 2 milioane de puncte. Laptopul a refuzat să calculeze modelul din norul de puncte. Experimentul nu s-a repetat.

Concluzie

În viitorul apropiat ne propunem să reluăm lucrările la proiect și, prin urmare, vom finaliza atât programul, cât și instalarea. Sper că în viitorul apropiat vom scrie despre asamblare pas cu pas, desene postate, programe și orice altceva. Acest lucru nu se va mai încadra în acest articol.

Mulțumesc tuturor celor care au citit până la sfârșit!

UPD:
Un coleg a găsit un videoclip despre funcționarea scanerului pe care l-am filmat la ISEF:

Da, majoritatea videoclipului nu este interesant, dar la sfârșit există un model pe un laptop.

Și iată exemple de obiecte scanate. Dar toate aparțin celei de-a treia versiuni a scanerului.
Dropbox
În fișierul model.obj puteți vedea clar ce se întâmplă când această rolă de cauciuc alunecă pe motor - câinele are trei ochi. Scanarea a fost oprită, provocând o tăietură. Toate fișierele sunt nori de puncte. Îl puteți deschide folosind MeshLab. Modelele nu au fost prelucrate manual. Date complet brute. De sus puteți vedea „pete albe” - zone fără puncte. Camera nu le vede. Pete albe pot fi observate și în alte locuri. Acestea apar fie în zonele prea întunecate, fie atunci când suprafețele se suprapun. De exemplu, în fișierul stn_10.obj, coarnele caprei se suprapun între ele, motiv pentru care suprafața interioară a coarnelor nu a fost scanată.

Atractivitatea tehnologiilor 3D pentru mulți oameni obișnuiți, datorită capacității de a crea orice și totul, precum și simplificarea procesului de prototipare cu ajutorul acestuia, a devenit motivul pentru căutarea oportunităților de reducere a costului echipamentului necesar.

Mulți dintre „Kulibins” de astăzi și-au propus sarcina de a asambla ei înșiși echipamentele 3D necesare din elemente improvizate și accesibile, disponibile în lanțul de retail sau în echipamente de birou aruncate.

Astfel, pe internet au apărut proiecte și sfaturi despre cum puteți asambla un scaner 3D cu propriile mâini și nu cheltuiți mai mult de 30 USD.

Cum să faci singur un scaner 3D

Material necesar pentru începerea asamblarii

De ce ar putea avea nevoie cineva care a decis să-și testeze mâinile într-o cauză bună - crearea unui scaner 3D din material vechi -?

Lista este destul de mică și destul de accesibilă:

• Este necesară o cameră web de înaltă calitate și foarte importantă pentru a elimina interferențele care pot apărea din cauza nivelului său scăzut;
• laser de linie - de exemplu, un nivel laser sau orice dispozitiv care emite un fascicul laser. Mai mult, cu cât este mai subțire, cu atât calitatea datelor scanate este mai bună;
• veți avea nevoie de diverse elemente de fixare, un unghi pentru calibrare și alte lucruri mici care se dovedesc a fi necesare doar în timpul procesului de asamblare;
• Există o nevoie firească de software special pentru a lucra cu materialele și imaginile scanate.

Etapele asamblarii unui scaner 3D

Trebuie luat în considerare faptul că, fără disponibilitatea unui software adecvat, este pur și simplu imposibil să se creeze un model digital al unui obiect.

Trebuie avut în vedere că, de exemplu, triunghiurile sau scanerul laser DAVID, care sunt de bază pentru funcționare, vor necesita o suprafață rotativă.

• Primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să creați un unghi de calibrare. Pentru a face acest lucru, tipăriți un șablon, care este neapărat inclus în program. Este plasat astfel încât să creeze un unghi de 90°. Când imprimați, trebuie să scalați totul corect, folosind o scală de calibrare, totul poate fi măsurat cu precizie și parametrii rezultați pot fi setați în programul însuși.
• Calibrarea camerei - puteți utiliza opțiunea automată sau manuală, care este oferită de program.
• Scanarea în sine va necesita plasarea obiectului în colțul de calibrare din fața camerei. Trebuie să vă asigurați că plasarea este exact în centrul imaginii de pe ecran. Pe lateral, elementele din unghiul de calibrare ar trebui să fie clar definite.
• Trebuie să fii atent la setările pe care le are camera. Acestea necesită dezactivarea tuturor corecțiilor automate și setarea culorii fasciculului laser. Când apăsați „Start”, trebuie să începeți să faceți mișcări netede cu pensula, urmărind obiectul din toate părțile cu fasciculul. Acesta este modul în care decurge un ciclu de scanare a obiectului. Pentru a acoperi punctele neprocesate în primul ciclu, poziția laserului este schimbată - mai sus sau mai jos și este furnizat următorul ciclu de procesare.
• După ce toate procesele sunt finalizate, va trebui să opriți scanarea și să selectați modul „Afișare în 3D” din program.

Un punct interesant cu acest tip de scanare a obiectelor este capacitatea de a face fără laser. Aveți nevoie doar de o sursă de culoare strălucitoare care va proiecta o linie de umbră pe obiectul scanat.

Numai în program trebuie să modificați setările la parametrii corespunzători.

Scaner 3D DIY de la două camere

Opțiunea de scaner 3D cu două camere este cea mai eficientă atunci când este necesară o precizie ridicată a potrivirii digitizării. Este cel mai usor de folosit.

În primul caz cu o cameră, al doilea este înlocuit cu o sursă de lumină structurată, ceea ce permite, atunci când se determină cu precizie poziția relativă a camerei și a sursei de lumină, să se calculeze datele necesare din punctele care cad în banda luminoasă. .

Un scanner 3D cu două camere va reduce timpul pentru aceste calcule și vă va permite imediat să operați cu toți parametrii necesari, primind date de la 2 camere.

Toata lumea creierişti, Salutari! Cu excepția cazului în care ați trăit undeva în mijlocul nimicului în ultimii ani, probabil ați auzit despre acest lucru grozav numit imprimare 3D. Cu el putem imprima aproape orice, cu condiția desigur să existe un model 3D corespunzător. Și astăzi vom învăța cum să obținem astfel de modele folosind o cameră obișnuită!

Deci, pentru a obține modele 3D ale obiectelor necesare sunt multe puterea creierului, dar cel mai bun, desigur, este scanarea 3D, care, în combinație cu o imprimantă bună, îți permite să reproduci orice obiect, de la o casă întreagă până la un cercel obișnuit. În plus, scanarea rezultată poate fi folosită ca bază pentru viitorul dumneavoastră de casă. Gândiți-vă doar la ce puteți face cu fotografia digitală obișnuită, iar acum vă poate ajuta și să creați obiecte tridimensionale reale!

Un alt lucru frumos despre scanarea 3D este că probabil că aveți deja echipamentul necesar pentru aceasta și probabil îl aveți în buzunar undeva sau vă uitați la el (cred că, în timp ce scriu asta, ați ghicit deja Ce este acest:)). Da, acesta este un echipament care îți permite să surprinzi lumea din jurul tău în 3D, o cameră simplă. Și el, cuplat cu o sumă mică oameni de știință a creieruluiși software-ul ieftin, sau chiar gratuit, se transformă în cea mai versatilă imprimantă 3D din întreaga lume. Faceți cunoștință cu asta articol despre creierși vei învăța exact cum să o faci!

Pasul 1: Cum funcționează?

Ideea este simplă - trebuie să obțineți destul de multe fotografii ale obiectului de care aveți nevoie, în timp ce
Fiecare detaliu al acestui obiect trebuie sa fie in cel putin 3 fotografii. Apoi, ele sunt încărcate într-un program special care recunoaște locurile individuale ale obiectului și, folosind trigonometrie și „magie întunecată”, își afișează poziția în trei planuri. După ce a recunoscut un număr suficient de astfel de locuri (uneori până la câteva milioane), programul poate crea un model digital al lui însuși. obiect al creierului, cu care puteți, de exemplu, să vă surprindeți prietenii, sau să îl încorporați într-un joc video sau să îl trimiteți pentru imprimare 3D.

Pentru a obține fotografii potrivite, trebuie să exersați puțin; desigur, nu trebuie să deveniți un fotograf profesionist, dar dacă experiența dvs. în această chestiune nu depășește selfie-urile, atunci merită să exersați.

Lucrul cu software specializat nu este dificil; majoritatea pachetelor gratuite nu oferă un număr mare de opțiuni, deci sunt ușor de utilizat. Versiunile mai profesionale necesită timp pentru a lucra cu ele și costuri materiale pentru a le achiziționa, dar în final vă vor surprinde plăcut.

Pasul 2: Va funcționa camera mea?

Da. Și spun asta cu siguranță. Desigur, unele camere vor funcționa mai bine decât altele. Camera „ideală” va produce fotografii de înaltă rezoluție, clare, clare, frumos expuse, fără distorsiuni, în toate condițiile. Din păcate, nu există astfel de camere, dar asta este tot pentru moment. In acest conducerea creierului Au fost folosite mai multe tipuri de camere, iar scanările prezentate sunt realizate din fotografii realizate cu fiecare cameră.

Atractivitatea tehnologiilor aditive este greu de supraestimat. Acesta este motivul pentru care echipamentele de suport pentru imprimarea 3D sunt atât de populare astăzi. Dacă aveți un buget limitat, puteți face singur un scaner 3D. Pentru a face acest lucru, folosesc instrumentele și unitățile disponibile sau pur și simplu transformă un smartphone obișnuit într-un scanner.

Realizarea unui scanner 3D folosind o cameră web

Pentru a realiza un scaner 3D de casă, veți avea nevoie de:

• cameră web de înaltă calitate;
• laser liniar, adică un dispozitiv care emite un fascicul laser (pentru a obține o scanare de înaltă calitate, este mai bine ca fasciculul să fie cât mai subțire);
• diverse elemente de fixare, inclusiv un unghi pentru calibrare;
• software special pentru procesarea imaginilor și datelor scanate.

Vă rugăm să rețineți că fără software-ul corespunzător nu veți putea crea un model digital de obiecte și obiecte. Prin urmare, aveți grijă inițial de disponibilitatea programelor speciale. De exemplu, scanerul laser DAVID și Triunghiurile sunt considerate de bază, dar necesită utilizarea unei suprafețe rotative.

Începeți cu unghiul de calibrare. Pentru a-l crea, tipăriți un șablon (este inclus în program). Așezați-l astfel încât să creeze un unghi de 90 de grade. Este important ca scara corectă să fie menținută în timpul tipăririi. Pentru a face acest lucru, utilizați o scală de calibrare. Camera este calibrată automat sau manual; acest lucru este oferit și de software.

Pentru a scana un articol, va trebui să-l plasați în colțul de calibrare și să instalați o cameră web vizavi. Este important să plasați obiectul exact în centrul imaginii de pe ecran. În setările camerei web trebuie să dezactivați toate ajustările automate. De asemenea, ajută la setarea culorii fasciculului laser. Prin apăsarea „Start”, se fac mișcări netede. Fasciculul trebuie să încercuiască obiectul din toate părțile. Acesta va fi primul ciclu de scanare. Pe viitor, este necesar să se schimbe poziția laserului pentru a acoperi toate punctele care nu au fost procesate anterior.

La finalizarea tuturor proceselor, scanarea se oprește și modul „Afișare 3D” este selectat în program. Dacă nu aveți un laser la îndemână, îl puteți înlocui cu o sursă de lumină puternică. Acesta va asigura proiecția liniei de umbră. Totuși, în acest caz, modificați setările din program care vor corespunde acestor parametri.

Realizarea unui scanner 3D din două camere web

Dacă aveți nevoie de o precizie ridicată de digitalizare, va trebui să utilizați două camere web. În acest caz, sursa de lumină este înlocuită cu o a doua cameră. Un scaner 3D realizat de dvs. de la două camere vă permite să minimizați timpul de calcul pentru punctele care se încadrează în banda laser.

Realizarea unui scanner 3D dintr-un proiector și cameră web

Pentru aceasta vei avea nevoie de:

• proiector;
• cameră web;
• program DAVID-laserscanner;
• Trepiede pentru camere web și proiectoare;
• panou de calibrare (atașați două foi mici de PAL la un unghi de 90 de grade și lipiți foi de hârtie cu șabloane pre-imprimate folosind lipici uscat);
• platantă (poate fi făcută dintr-o mașină veche de exerciții grace și mai multe știfturi).

Pentru a scana un obiect, plasați-l vertical și faceți 7-8 scanări, rotindu-l într-un cerc. Combinăm scanările rezultate. După aceasta, schimbăm poziția obiectului și efectuăm aceeași procedură. Combinăm scanări ale celor două jumătăți ale obiectului. Făcând clic pe butonul „siguranță”, obținem un model tridimensional al obiectului. Poate fi salvat în orice format ales și apoi procesat folosind:

• Delсam LastMaker;
• Easylast;
• Last Design & Engineering;
• Forma 2000;
• Shoemaster QS.

Realizarea unui scanner 3D dintr-o consolă de jocuri

Xbox One este o consolă care este deja echipată cu Kinect de a doua generație și poate fi folosită ca scaner 3D. Dacă aveți un controler de joc obișnuit, atunci puteți realiza un scanner 3D din kinect folosind următoarele programe:

1. Kinect Fusion. Creează modele foarte detaliate prin citirea datelor de la senzorii Kinect.
2. Skanect. Cu ajutorul acestuia, sunt create imagini 3D ale camerelor cu toate obiectele care se află în ele. Pentru a crea un model tridimensional al spațiului înconjurător, trebuie pur și simplu să rotiți dispozitivul în jurul vostru. Pentru a detalia obiectele individuale, este necesar să îndreptați din nou camera către ele.

Realizarea unui scanner 3D de pe un smartphone

Cum să faci un scanner 3D de pe un dispozitiv mobil obișnuit? Astăzi, diferite produse software sunt utilizate pentru aceasta. Cu ajutorul lor, smartphone-ul se transformă într-un scanner 3D cu drepturi depline. Cei mai populari algoritmi software:

1. MobileFusion. Acesta urmărește poziția unui obiect folosind o cameră standard și apoi face o fotografie. Dintr-o serie de fotografii se obține un model tridimensional. Funcționează pe diferite platforme și sisteme de operare.
2. Ajută la crearea de fotografii tridimensionale ale oricăror obiecte și apoi le trimite la o imprimantă 3D.
3. Autodesk 123D Satch. Folosind acest program, modelele tridimensionale ale clădirilor, oamenilor și altor obiecte sunt create și tipărite pe dispozitive aditive, care pot fi fotografiate din toate unghiurile și laturile.

Astfel de sisteme nu necesită modificări hardware sau o conexiune la Internet. Pentru a începe, trebuie doar să lansați aplicația mobilă și să vă mutați telefonul în jurul obiectului care este scanat.