3D-сканер — устройство, которое позволяет скопировать готовый реальный предмет, получить его точную объемную модель. Ученые работали над получением эффективного прибора десятилетиями. Основной проблемой было повышение точности передачи мельчайших особенностей — сейчас существуют устройства, которые максимально детально передают рельеф, структуру и цвета. Чтобы прийти к теперешнему качеству работы прибора, понадобилось более 160 лет.
Когда появились первые приборы?
В 1830 году родился человек, который станет первопроходцем в мире объемного сканирования. Речь о французском художнике Франсуа Вилльеме. Помимо таланта художника, он обладал навыками скульптора и фотографа. В процессе использования фотопроекций, он разработал метод создания портретной скульптуры. Результат он назвал «фотоскульптура». Как это работало?
- Предмет, который будет копироваться, устанавливался по центру помещения;
- Фотограф делал серию снимков, передвигаясь вокруг объекта;
- После готовности фото, он вырезал нечто, вроде фигуры в объеме.
Современные аналоги получить намного проще и быстрее, но начало было положено, а в далекой второй половине XIX века.
Стоит сказать, что 50-е годы были временем, когда изучались возможности сканирования объектов и создания их моделей для нужд военной сферы. Правда, происходило это в обстановке строгой секретности. Работы в этом направлении для военной промышленности велись десятилетиями, что было связано с «Холодной войной» второй половины ХХ века. Даже сейчас трудно сказать, чего конкретно удалось достичь засекреченным специалистам, поскольку широкой публике известны только те устройства, которые были доступны для коммерции.
Начало современного 3D-сканирования
Первые устройства, которые позволяли выполнять процедуру сканирования, появились во второй половине прошлого века. В 1960 году появился первый прибор, который позволял получать относительно быстрый результат. С современными его сравнивать нельзя, но и до него аналогов не существовало.
В 80-е годы начало набирать популярность сканирование при помощи лазеров, которое упростило процесс создания цифровых моделей. Начиная с 1985 года, сканеры изменились. Чтобы получать лучшие результаты, начали применять лазеры, затемнение, источники света для повышения точности и лучшего захвата объекта обработки.
Один из популярных видов сканеров — контактные, они появились в 80-х годах, когда были разработаны контактные датчики, позволяющие фиксировать особенности поверхности предмета. Датчики, которые сканировали объект, касались его сотни и тысячи раз, чтобы воссоздать форму и внешний облик. В те времена для получения результата нужно было потратить в разы больше времени, чем сейчас. Точность также оставляла желать лучшего. Чтобы улучшить результаты, ученые сосредоточились на оптических технологиях в трех направлениях:
- более точный, но очень медленный точечный способ;
- работа на определенной площади;
- относительно быстрый метод полос, который давал неплохой результат по точности передачи.
В 1989 году уже были крупные и действенные разработки, которые позволяли использовать для сканирования оптические технологии. Минус был в том, что не было мощных компьютеров, которые могли бы обработать результаты, полученные сканерами. Чтобы получить машины с нужными характеристиками, пришлось еще подождать — до 1997-98 годов.
Наибольший интерес сканирование представляло для киноиндустрии, автомобильной промышленности, анимации. Компания Head Scanner разработала устройство, которое могло передавать цвет — это стало огромным шагом в процессе развития 3D-сканирования. В 1994 году был выпущен вариант сканера «Реплика», который давал максимально точный для начала 90-х результат, при этом — относительно быстрый.
В конце 90-х изменилась техника — процессоры, системы хранения данных, что позволило шагнуть вперед в сфере сканирования. Стало возможно хранить в разы больше данных и перерабатывать их намного быстрее, чем ранее.
Разработчики техники для получения трехмерных моделей работали с аналоговыми камерами, телевизионными трубками. Среднее разрешение получаемых изображений было не более 512х512 пикселей, что в десятки раз меньше того, что получают сейчас.
Стэнфордский кролик
Революцией в мире сканирования стал кролик из глины, которого создали разработчики из Стэнфордского университета в 1993 году. Он стал своеобразной точкой отсчета новой эры цифрового моделирования.
Исследователи сделали 10 сканов глиняной фигурки кролика в магазине и успешно соединили их. Полученный результат был эталоном долгое время, помогал тестировать алгоритмы сканеров, хотя и был довольно простым. Интересно, что до сих пор нет единой универсальной разработки на все случаи жизни, хотя производителей и технологий масса. Ручные лазерные модели считаются относительно универсальными, поскольку могут применяться для решения широкого спектра задач.
Вы можете выбрать модель из нашего каталога
