Światło strukturalne – na czym polega ta metoda skanowania 3D?

W branży przemysłowej wykorzystuje się różne metody wymiarowania obiektów, począwszy od tradycyjnych metod ręcznych, poprzez wykorzystanie laserów krzyżowych, skończywszy na zaawansowanych technologicznie skanerach 3D. Im bardziej złożony kształt, tym wykorzystanie tradycyjnych metod staje się trudniejsze i mniej dokładne. Dlatego wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z obiektami o skomplikowanej budowie, a także wszędzie tam, gdzie liczy się precyzja i szybkość wymiarowania, wkraczają skanery 3D.

Skanowanie 3D – proces wymiarowania obiektów rzeczywistych

Skanery 3D pozwalają na szybkie zebranie danych dotyczących rozmiaru i kształtu (czasem również struktury i koloru) obiektu rzeczywistego. Cenione są jednak nie tylko ze względu na możliwość szybkiego zbierania precyzyjnych danych. Równie ważne jest to, że skaner przekształca wspomniane dane do postaci cyfrowej. Oznacza to, że po przeprowadzeniu procesu skanowania, dysponujmy cyfrowym modelem obiektu istniejącego w rzeczywistości.

Powstały model 3D można wykorzystać na wiele sposobów. Może posłużyć do odtworzenia bądź opracowania na nowo dokumentacji technicznej, może być wykorzystany do wytworzenia kopii lub udoskonalonego zamiennika, może posłużyć do przygotowania wirtualnej prezentacji, może ułatwić projektowanie nowych obiektów, albo ułatwić i przyspieszyć proces kontroli jakości.

Aby model 3D jak najlepiej odzwierciedlał cechy obiektu rzeczywistego, koniecznie jest zastosowanie profesjonalnych urządzeń skanujących. Producent skanerów 3D, który oferuje profesjonalne skanery 3D o rozbudowanych funkcjonalnościach i posiadające wzmocnioną obudowę, zawsze określa, do jakich zastosowań lepiej nada się skaner laserowy, a do jakich skaner wykorzystujący technologię światła strukturalnego.

Profesjonalne skanery 3D – skanery wykorzystujące światło strukturalne

Zasada działania bezdotykowych skanerów laserowych i skanerów wykorzystujących światło strukturalne jest podobna. Urządzenia badają obiekt na odległość, a to oznacza, że głowica skanująca nie przesuwa się po jego powierzchni. Zaletą takiego rozwiązania jest szybkość i łatwość skanowania, a także bezpieczeństwo samych obiektów, zwłaszcza jeśli mówimy o bardzo cennych eksponatach muzealnych albo wrażliwych elementach ludzkiego ciała.

Podobieństwa omówiliśmy, ale pomiędzy skanerami laserowymi a technologią światła strukturalnego występują również zasadnicze różnice. Jeśli chodzi o skanery oparte na triangulacji laserowej, w trakcie skanowania rzutują punkt lub linię laserową na obiekt, a odbicia rejestrują za pomocą czujników. Zmierzenie kąta odbicia lasera pozwala na wydedukowanie powierzchni obiektu i uzyskanie skanu 3D. Niestety takie pomiary mogą okazać się nieskuteczne w przypadku obiektów o błyszczącej lub przezroczystej powierzchni. Takiego problemu nie mają skanery wykorzystujące światło strukturalne.

Skanery strukturalne rzutują wzór światła na obiekt. Wzór jest emitowany przez stabilne źródło światła. Czujniki badają kształt wzoru światła i obliczają odległość z każdego punktu pola widzenia. Cały proces skanowania odbywa się błyskawicznie, na uwagę zasługuje również spory obszar skanowania. Z tego względu skanery strukturalne nadają się do skanowania bardzo dużych obiektów, takich jak pomniki, budynki, wnętrza jaskiń itd.