Ako želite napraviti 3D skener vlastitim rukama, prvo pronađite web-kameru. Ako ga imate, trošak cijelog projekta koštat će 40-50 dolara. U posljednjih nekoliko godina, 3D desktop skeniranje je napravilo velike skokove, ali još uvijek ima mnogo ograničenja. Hardver hardvera temelji se na određenoj količini dopuštenja za skeniranje. Dobre rezultate možete dobiti samo ako vaš objekt zadovoljava zahtjeve i razlučivost snimanja.
Načelo snimanja u 3D načinu rada
Fotogrametrija koristi skup uobičajenih dvodimenzionalnih fotografija snimljenih sa svih strana oko objekta. Ako se točka na predmetu može vidjeti barem na tri slike, njezino se mjesto može triangulirati i izmjeriti u tri dimenzije. Identificiranjem i izračunavanjem lokacije tisuća ili čak milijuna točaka, softver može stvoriti iznimno preciznu reprodukciju.
Za razliku od hardverskog skenera, ovaj proces nema ograničenja u veličini ili dopuštenju. Ako možete fotografirati objekt, možete ga skenirati:
Ograničavajući faktor za fotogrametriju je kvaliteta fotografija i, posljedično, vještina fotografa.
Fotografije trebaju biti jasno vidljive i jasno usmjerene.
Također bi trebali biti smješteni oko predmeta tako da svaki od njihovih dijelova bude pokriven. Bez 3D skenera moći ćete napraviti trodimenzionalnu sliku samo velikih objekata. Mali objekti neće biti skenirani. kojiDetaljno, da bismo to razumjeli, analizirat ćemo koncept fotogrametrije.
Što je fotogrametrija i kako ona utječe na refleksiju objekata?
Fotogrametrija je znanost o dobivanju mjerenja na fotografijama, osobito za vraćanje točnog položaja točaka na površini. Također se može koristiti za vraćanje trajektorija kretanja označenih referentnih točaka na bilo kojem pokretnom objektu, njegovim komponentama iu neposrednoj blizini okoliša.
Ukratko, omogućuje stvaranje trodimenzionalne mreže od nekoliko fotografija, uspoređujući sličnosti između slika i triangulirajući ih u trodimenzionalnom prostoru.
Fotogrametrija postoji već neko vrijeme, ali tek kad se Autodesk pridružio programu Memento beta, sve je postalo stabilno. Memento je preimenovan u Kam kad je napustio beta fazu. Zvuči kao magija, zar ne? Pa, ovo nije čudo, to je stvarnost. Sada svatko može uzeti trodimenzionalno skeniranje bez trošenja stotina na skeneru. Čak i pristupačni 3D skeneri otvorenog koda zahtijevaju puno znanja kako bi ih naveli da rade ispravno. S fotogrametrijom svatko može dobiti ono što želi.
Okretni kotač - druga faza izrade skenera
Sve što trebate za izradu 3D skenera vlastitim rukama je vaš pametni telefon, slušalice i igrač. Evo kako to radi: okrenete ručku, a za svaki puni okret na gramofonu kamera će raditi 50 puta s glasnoćom slušalica. Jednostavno! Prijenos fotografija naračunalo, a zatim pomoću programa Autodesk ReMake učinite čuda. To je nevjerojatno, ali ne samo da dobro stvara mrežu, nego također pruža alate za postavljanje mreže, popravak rupa, poravnavanje, pripremu za 3D ispis ili posluživanje kao sustavni oblik kao 3D resurs za igre ili prikazivanje! Pa, s obzirom da je Apple uklonio priključak za slušalice za iPhone 7 i noviji, koristit će se ažurirana verzija skenera. Osnova je princip okidača za Bluetooth kameru. To će zamijeniti potrebu za priključkom za slušalice.
Kvalitetno fotogrametrijsko skeniranje zahtijeva visokokvalitetne fotografije objekta na svim stranama.
Najlakši pristup skeniranju malih stvari je rotiranje objekta tijekom fotografiranja.
Zbog toga skener koristi koračni motor kojim upravlja Arduino ploča.
Stepper vraća objekt na fiksnu vrijednost, a zatim infracrveni LED osuši zvijer sa zamršenim nizom treperenja, simulirajući bežični daljinski upravljač fotoaparata.
LCD zaslon s nizom tipki omogućuje korisniku upravljanje Arduinom. Koristeći gumbe, korisnik može odabrati broj snimaka po redu. Izrađen vlastitim rukama, 3D-skener visoke kvalitete može raditi u automatskom načinu rada, gdje je snimljen, promovira koračni motor i ponavlja ga dok ne završi svoj puni okret. Tu je i ručni način rada, u kojem svaki gumb uzima snimku, pomiče kontroler koraka i čeka. To je korisno za skeniranje detalja.3D skener fokusira se na okvir oko slike.
Dodatni softver
Kada fotogrametrijski softver detektira funkciju na fotografiji, on pokušava pronaći tu funkciju na drugim slikama i bilježi lokaciju na svim slikama koje se pojavljuju.
Ako je objekt dio rotirajućeg objekta, dobivamo dobre podatke.
Ako je detektirana funkcija u pozadini i ne pomiče se dok se drugi dio objekta ne skenira, to može dovesti do prekida prostorno-vremenskog kontinuuma, barem u odnosu na vaš softver.
Postoje dva rješenja:
Jedna od njih je pomicanje kamere oko objekta tako da pozadina ostane sinkronizirana s kretanjem. To je dobro za velike objekte, ali je mnogo teže automatizirati proces.
Jednostavnije rješenje je ostaviti pozadinu bez nadzora. Olakšajte male objekte. Dodajte pravo osvjetljenje na ovo i već ste na putu do bezličnih pozadina.
Još jedan savjet je redefinirati slike po stop ili dva. To vam omogućuje snimanje više detalja u sjeni objekta, pri čemu se pozadina razdvaja, tako da svi preostali pozadinski objekti nestaju u svjetlucavoj bijeloj boji.
Arduino. Ima kontakte koji nisu zatvoreni LCD zaslonom, što olakšava povezivanje.
SainSmart 1602 LCD štit, koji ima zaslon i nekoliko gumba za upravljanje skenerom.
Pogonski mehanizam koraka (Easy Driver).
NEMA 17 koračni motor će rotirati objekt za skeniranje. S velikim koračnim motorom (sprikladan upravljački program i izvor napajanja), ovaj visokokvalitetni 3D skener vlastitim rukama mogao bi povećati skeniranje. INFRARED LED 950 nm pokreće fotoaparat. Na ovom principu temelje se neki popularni modeli ručnih 3D skenera. Svojim rukama možete ponoviti proces izgradnje. U ponudi imamo nekoliko opcija.
Spinscan - Tony Buzzer: Osnova svih skenera
Godine 2011., 3D genij za ispis, Tony Buzzer, objavio je Spinscan. Ovo je domaći 3D skener otvorenog koda temeljen na laseru i digitalnoj kameri. Kasnije je koristio ideje programa MakerBot od tvrtke Spinscan da bi stvorio digitalizator zatvorenog koda.
FabScan
FabScan je započeo kao projekt diplomiranja i od tada ga je usvojila mala zajednica koja nastavlja raditi na poboljšanju svojih sposobnosti. FabScan radi kao i mnogi drugi laserski skeneri, ali se napaja pomoću ugrađenog kućišta koje pomaže u razini razine osvjetljenja, sprečavajući izobličenje skeniranja.
VirtuCube
Alternativna metoda za laserske skenere je skener strukturiranog svjetla. Koristeći pico projektor umjesto lasera, VirtuCube se lako može stvoriti s nekoliko tiskanih predmeta i osnovnom elektronikom. Svi ovi sustavi mogu se postaviti u kartonsku kutiju tako da drugi izvori svjetla ne uzrokuju tiskarske pogreške. Dva nova, uzbudljiva laserska skenera otvorenog koda već su objavljena: BQ Cyclop i Murobo Atlas.
BQ - sustav za lasersko skeniranje
Španjolska tvrtka za potrošačku elektroniku BQ objavljuje 3D skenerCyclop u CES-u. Cyclop koristi dvije linearne razine na razini lasera, ugrađenu web-kameru i sučelje kontrolera USB Arduino iz BQ. BQ je napisao vlastitu aplikaciju skeniranja pod nazivom Horus. Dok izvješća kažu da Cyclop još nije dostupan, BQ tvrdi kako će biti kasnije ove godine.
Atlas je razrađen projekt koji zahtijeva usavršavanje
3D skener s opisom načela rada tvrtke Murobo trenutno traži sredstva na Kickstarteru. Kao i Spinscan, Digitizer i Cyclop, Atlas koristi laserske linearne module i web kameru za skeniranje objekta na rotirajućoj platformi. Atlas zamjenjuje Arduino Raspberry Pi kako bi kombinirao kontrolu i hvatanje u uređaj. Kao i Cyclop, tvorac Atlas obećava da će biti projekt otvorenog koda. Setovi za 129 dolara rasprodani, ali neki su ostali po cijeni od $ 149 i $ 209.
Godine 2019. tvrtka namjerava objaviti 3D skener stvoren iz pametnog telefona, koji ne samo da odražava vidljivost pozadine, već i konstruira fokus prilikom snimanja slike. U Americi su upečatljive DIY-novosti. Ako ne znate kako napraviti 3D skener, upotrijebite nepotpunu verziju "Atlasa". Tu je prilično jasan funkcionalnost, a programeri samo trebaju čitati uređaj i osigurati rad onih funkcija koje žele vidjeti kao rezultat.
CowTech Ciclop: Novi model višenamjenskog uređaja
Cijena doseže 160 USD (ovisno o tome upisujete li 3D dijelove ili ne). Tvrtka je sa sjedištem u SAD-u. Razlučivost gotovih slika doseže do 05 mm. Maksimalno skeniranje: 200 x 200 x 205 mm. BQ je osnova za DIY 3D skener za 3D pisač. njegovS rukama možete usavršiti verziju modela da biste stvorili slike u četverodimenzionalnom prostoru. CowTech Engineering koristio je sredstva na čelu s BQ, dajući jedinstvenu vrijednost ažuriranog modela. Mogućnosti:
pregled okoliša,
hvatanje pozadine,
prikaz leća u obrnutom stilu.
Vjerni pokreti otvorenog koda, Cowtech, pokrenuli su Kickstarter kampanju za prikupljanje novca za pokretanje izvorne verzije - Ciclop CowTech. Momčad je postavila visok cilj - prikupiti 10.000 dolara, ali je dočekana iznenađenjem i entuzijazmom kada je zajednica uspjela prikupiti 183.000 dolara. Set 3D skenera iz fotoaparata i telefona CowTech Ciclop DIY je zaživio.
Dakle, koja je razlika između verzije CowTech i BQ DIY?
CowTech Ciclop je prethodno koristio Horus 3D softver jer je to fantastična trgovina za 3D skeniranje objekata. Razlike su, međutim, u nešto drugačijem dizajnu, koji je tim proveo nekoliko dana kako bi omogućio ispisivanje detalja u 3D na bilo kojem 3D FDM pisaču. Isti radni predmeti mogu se koristiti za razvoj vlastitih ruku. 3D skeneri i pisači ove tvrtke imaju samo malu količinu sklopa, tako da je CowTech razvio dijelove koji se mogu ispisati na bilo kojem pisaču dimenzija 115 x 110 x 65 mm, koji je prisutan u gotovo svim 3D pisačima. Ciclop by CowTech:
Ovdje postoje regulirani vlasnici lasera.
CowTech DIY koristi akrilik za lasersko rezanje.
BQ Ciclop:
Modeli koriste navojne šipke.
Lasersko rezanje akrila nije prisutno.
U tome nema ništastrašni, a skeneri još uvijek izgledaju prilično slično, ali CowTech je namjeravao samo poboljšati postojeći dizajn umjesto da ga reformira. CowTech prodaje spreman za skeniranje Ciclop za 159 dolara na svojoj web stranici. Sveukupno ovo je veliki jeftini DIY 3D skener, vrlo učinkovit za lasersku triangulaciju 3D skeniranje.
Okretni strojevi i stolovi za skenere
Mobilni telefon opremljen tehnologijom DIY 3D skener: fotogrametrija - postoji tehnološka značajka.
Cijena: besplatno tiskanje na vlastitu (iako će materijali koštati oko 30 USD).
Ovaj 3D skener će biti izrađen jednostavnim rukama. Dave Clark, britanski proizvođač, prije početka prodaje počeo je voditi računa da se modeli mogu nositi. Dijelovi će ići na stvaranje drugih skenera.
To je zbog činjenice da se temelji na fotogrametriji, a ne na laserskoj triangulaciji i kompatibilna je s vašim pametnim telefonom! Možete preuzeti datoteku za 3D ispisivanje za sinkronizaciju uređaja. 3D skener će iz vlastitih ruku izaći iz alata. Potrebno je samo vjerovati tvorcima DIY 3D-a. Jednostavan uređaj odmah pretvara vaš iPhone ili Android u 3D skener povezujući ga s ovim uređajem. Zatim, koristeći slušalice i telefon s kamerom, napravite više od 50 fotografija objekta koji će se skenirati prilikom rotiranja okretnog stola. Nakon što snimite te slike, možete ih preuzeti u aplikaciju kao što je Autodesk ReCap da biste pretvorili fotografije u potpunu 3D datoteku. Općenito govoreći, to je fantastičan kreativni projekt i veliki DIY3D skener za osobe s ograničenim proračunom.
Microsoft Kinect 3D Scanner
Njegova cijena je još niža - samo 99 USD (ali više se ne prodaje, iako je Kinect V2 još uvijek dostupan s Xbox One). Moto tvrtke: "Napravite vlastiti 3D skener od tvrtke Kinetta i iznenadite prijatelje.
Iako je Microsoft odgovorio na zahtjev stvaranjem vlastitog 3D skeniranja za Kinect skener, postoje brojne mogućnosti trećih strana koje bi mogle biti bolje. To su:
Skanect, proizveden od strane Occupital, koji također prodaje senzor strukture.
ReconstructMe. On nudi skup alata koji omogućuju 3D skeniranje za manje od 100 USD.
Rezultati nisu fantastični, ali po takvoj cijeni je sasvim prihvatljivo. Dokazano je da je inferiorna u odnosu na tradicionalne protogrametrijske varijante kvalitete, osobito u malim detaljima, primjerice na malim modelima kao što su zubi morskih pasa. Međutim, za nove 3D skenere, ovo je fantastičan početni proizvod, što više imate mogućnost za Xbox 360.
Prije stvaranja skenera
Postoji mnogo kamera koje možete koristiti. Naravno, da biste sami saznali kako napraviti 3D skener s telefona, morate shvatiti što trebate učiniti. Ako namjeravate koristiti Pi Scan za upravljanje kamerama, trebate koristiti Canon PowerShot ELPH 160. Ali ako koristite neku drugu postavku, evo nekoliko uobičajenih izbora fotoaparata:
Koliko megapiksela trebate? Izmjerite stavke koje želite skenirati. Usmjerite se na najveću prosječnu veličinu (nemojte odabrati najveće emisije). Na primjer,većina udžbenika veličine 2286 x 2794 cm. Sada pomnožite ovu veličinu na PPI (pikseli po centimetru koji namjeravate uhvatiti). 300 je siguran minimum, iako nećete pogriješiti ako uhvatite više. Potrebna nam je slika od najmanje 2700 x 3300 = 8910000 piksela, ili oko 9 megapiksela.
Što trebate kontrolirati? izgled), ne trebate vrlo dobre snimke
Brzina zatvarača - otvor svjetlosti ISO-a
Uključivanje /isključivanje bljeskalice Svaka posebna obrada slike (oštrenje, poboljšanje boje)
Usredotočite se (u idealnom slučaju na mogućnost zaključavanja fokusa).
Kompenzacija utjecaja. Za kompaktne fotoaparate, samo Canon Powershot kamere koje podržavaju CHDK. Oni vam omogućuju kontrolu svih ovih parametara.
Mnogo ovisi o proračunu. Skeneri se prodaju po istoj cijeni kao i kamere. Ako želite sve učiniti sami, proračun je ograničen. Obratite pozornost na raspoloživi segment optike i tržišta rezervnih dijelova. Prva poteškoća pri izradi trodimenzionalnog laserskog skenera je pronalaženje rotirajuće platforme. Međutim, treba ga kontrolirati samo s MatLabom. umjestoKako biste potrošili mnogo novca ili vremena, možete kupiti koračni motor 28BYJ-48-5V s modulom ploče koji testira pogon ULN2003.
Zatim, zalijepite platformu na osovinu koračnog motora i stavite je u utor unutar držača. Platforma bi trebala biti na istoj razini kao i "mramor", ali imajte na umu da što su jeftiniji, to više nepodudarni promjeri mogu učiniti stvari neravnomjernima.
Ako imate metodu za točnu rotaciju koju možete kontrolirati u Mat Labu, postavite fotoaparat na bilo koju udaljenost i visinu, kao i lasersku liniju lijevo ili desno od fotoaparata i okretne ploče. Kut nagiba lasera trebao bi biti optimalan za pokrivanje većine okretnog stola, ali ništa ne bi trebalo biti točno, obradit ćemo razliku u skali modela u kodu.
Najvažniji dio za pravilan rad je kalibracija fotoaparata. Pomoću alata MatLab za računalni vid možete dobiti točnu žarišnu duljinu i centar optičke kamere do 014 piksela.
Imajte na umu da će promjena rezolucije fotoaparata promijeniti vrijednosti postupka kalibracije. Glavne vrijednosti koje tražimo su žarišna duljina mjerena u jedinicama piksela i koordinate piksela optičkog središta ravnine slike. Većina jeftinih kompaktnih fotoaparata nemaju softversko sučelje. Mogu se kontrolirati samo ručnim ili mehaničkim pokretanjem. Međutim, tim volontera je razvio softver koji vam omogućuje daljinsko upravljanje kompaktnim fotoaparatima tvrtke Canon i njihovo prilagođavanje. To je toSoftver se zove CHDK.
CHDK se učitava na SD karticu koja se zatim umeće u fotoaparat.
CHDK se pokreće automatski nakon pokretanja fotoaparata.
Budući da CHDK nikada ne vrši konstantne promjene na fotoaparatu, uvijek možete dobiti posebnu CHDK SD karticu za normalan rad fotoaparata.
CHDK je važan preduvjet za dolje navedene kontrolne programe. Kontroleri rade na PC ili Raspberry Pi i komuniciraju s CHDK softverom koji radi na kamerama putem USB-a. Kada koristite druge vrste jeftinih kamera, jedina opcija kontrole je bilo koje mehaničko ili ručno pokretanje kroz instalacijske programe, kao što je prikazano gore.
Fotogrametrija postoji već neko vrijeme, ali tek kad se Autodesk pridružio programu Memento beta, sve je postalo stabilno. Memento je preimenovan u Kam kad je napustio beta fazu. Zvuči kao magija, zar ne? Pa, ovo nije čudo, to je stvarnost. Sada svatko može uzeti trodimenzionalno skeniranje bez trošenja stotina na skeneru. Čak i pristupačni 3D skeneri otvorenog koda zahtijevaju puno znanja kako bi ih naveli da rade ispravno. S fotogrametrijom svatko može dobiti ono što želi.
Godine 2019. tvrtka namjerava objaviti 3D skener stvoren iz pametnog telefona, koji ne samo da odražava vidljivost pozadine, već i konstruira fokus prilikom snimanja slike. U Americi su upečatljive DIY-novosti. Ako ne znate kako napraviti 3D skener, upotrijebite nepotpunu verziju "Atlasa". Tu je prilično jasan funkcionalnost, a programeri samo trebaju čitati uređaj i osigurati rad onih funkcija koje žele vidjeti kao rezultat.
