Cyfrowe odtwarzanie rzeczywistych przedmiotów jest możliwe dzięki skanerom 3D. W parze z drukarkami 3D są one wykorzystywane w technologiach addytywnych. W zastosowaniu profesjonalnym są skanery trójwymiarowe dalekiego zasięgu. W jakich przypadkach są one używane oraz jak działają?
Zasada działania skanerów 3D
Przy użyciu skanerów 3D możliwe jest przeniesienie kształtu, rozmiaru i specyficznych detali obiektu ze świata rzeczywistego do świata wirtualnego. Wynikiem skanowania 3D jest tzw. chmura punktów obejmująca miliony punktów, będących cyfrową kopią obiektu rzeczywistego. Stworzone w ten sposób cyfrowe modele 3D można poddawać dowolnym modyfikacjom w programach komputerowych. Mogą stanowić bazę do drukowania 3D, ale wcale nie muszą.
Zastosowanie mają obecnie skanery 3D różnego rodzaju. Jedna z klasyfikacji pozwala je podzielić na dwie grupy, mianowicie skanery krótkiego i dalekiego zasięgu. Profesjonalne skanowanie 3D korzysta z obu tych urządzeń, przy czym skanery krótkiego zasięgu sprawdzają się podczas skanowania obiektów w rozmiarze małym i średnim, zaś dalekiego zasięgu przy skanowaniu dużych obiektów, takich jak budynki czy statki.
Jak pracuje się ze skanerem 3D dalekiego zasięgu?
O tym, jakie możliwości otworzyły się przed człowiekiem wraz z wynalezieniem skanerów 3D dalekiego zasięgu, niech świadczy fakt, że niewykluczone, że posłużą one do odtworzenia strawionej w dużej mierze przez pożar katedry Notre Dame w Paryżu. Skanery tego rodzaju w wykorzystują wiązkę laserową, która przeczesuje przestrzeń, jaka znajdzie się w polu zasięgu urządzenia. W momencie, gdy taka wiązka napotyka na swojej drodze jakąś przeszkodę, odbija się od niej i powraca do urządzenia, w którym zapisywana jest informacja o odległości i położeniu punktu w układzie współrzędnych w obejmowanej swoim zasięgiem przestrzeni. Innymi słowy, można powiedzieć, że takie profesjonalne skanowanie 3D przestrzeni skanerem dalekiego zasięgu pozwala na pobranie prawie miliona punktów, przy skanowaniu obiektów w dużej odległości – nawet o 350 metrów od urządzenia, z dokładnością do 1 mm.
Wykorzystanie w praktyce technologii skanowania 3D dalekiego zasięgu
Istnieje wiele sytuacji i okazji, w których skanery 3D dalekiego zasięgu znajdują swoje zastosowanie. My wymienimy kilka takich przypadków:
· Przebudowa istniejącego obiektu budowlanego – skaner 3D pozwala na odwzorowanie w krótkim czasie faktycznego stanu budynku i otrzymanie modelu przestrzennego, na bazie którego można przeprowadzić inwentaryzację architektoniczną lub budowlaną.
· Kontrolowania zgodności budowanego obiektu z projektem – skaner 3D daje szansę na kontrolę w czasie rzeczywistym postępu prac budowlanych, bez konieczności dużego zaangażowania ze strony człowieka. Możliwa jest kontrola rozmiarów wykopów względem zaprojektowanych fundamentów, kontrola wymiarowa budynku poprzez porównanie rzeczywistych wymiarów z projektem 3D, czy kontrola konstrukcji nośnych,
· Inwentaryzacja i ochrona zabytków – wspominana katedra Notre Dame będzie mogła zostać wiernie odbudowana dzięki istniejącym skanom 3D, dlatego z myślą o przyszłych remontach i odbudowach warto skanować i inne ważne, zabytkowe budowle na całym świecie.
· Odbudowa, przebudowa, modernizacja, rekonstrukcja statków i jachtów.
· Analiza wypadków i miejsc zbrodni – skaner pozwala na utrwalenie miejsca zdarzenia, jego odtworzenie w programie komputerowym i przeanalizowanie tego, co miało miejsce.
Dzięki profesjonalnemu skanowaniu 3D istnieje możliwość pomiaru dużych obiektów z zegarmistrzowską precyzją, z błędem do 1 mm. Wszystko dzięki laserowym skanerom 3D dalekiego zasięgu.