Эгер сиз өзүңүздүн 3D сканериңизди жасагыңыз келсе, биринчи кадам - веб-камера табуу. Эгер ал бар болсо, бүт долбоордун баасы 40-50 долларды түзөт. Десктоптун 3D сканери акыркы жылдары чоң ийгиликтерге жетишти, бирок дагы эле чоң чектөөлөр бар. Техниканын аппараттык каражаттары сканерлөөнүн белгилүү көлөмүнүн жана токтомунун негизинде курулат. Объектиңиз тартуу талаптарына жана дааналыкка жооп бергенде гана жакшы натыйжаларды ала аласыз.
3D тартуу кантип иштейт
Фотограмметрия объектинин айланасындагы бардык багыттардан тартылган кадимки 2D сүрөттөрдүн топтомун колдонот. Эгерде объектидеги чекит жок дегенде үч сүрөттөн көрүнүп турса, анын жайгашкан жерин үч бурчтуу кылып, үч өлчөм менен өлчөөгө болот. Миңдеген, атүгүл миллиондогон чекиттердин жайгашкан жерин аныктоо жана эсептөө менен программалык камсыздоо абдан так репродукцияны түзө алат.
Аппараттык сканерден айырмаланып, бул процесстин өлчөмү же чечилиши боюнча чектөөлөр жок. Объекттин сүрөтүн тарта алсаңыз, аны сканерлесеңиз болот:
- Чектөөчү факторфотограмметрия - бул сүрөттөрдүн сапаты, демек фотографтын чеберчилиги.
- Сүрөттөр даана көрүнүп, фокуста болушу керек.
- Аларды объектинин тегерегине ар бир бөлүгү жабылгандай кылып коюу керек.
3D сканерисиз чоң объекттердин 3D сүрөтүн гана жасай аласыз. Чакан нерселерди сканерлөө мүмкүн эмес. Муну кененирээк түшүнүү үчүн биз фотограмметрия түшүнүгүн талдайбыз.
Фотограмметрия деген эмне жана ал объекттердин дисплейине кандай таасир этет?
Фотограмметрия – бул сүрөттөрдөн өлчөөлөрдү алуу илими, өзгөчө беттик чекиттердин так ордун калыбына келтирүү үчүн. Аны каалаган кыймылдуу объектиде, анын компоненттеринде жана айлана-чөйрөгө жакын жердеги белгиленген анкердик чекиттердин кыймыл жолдорун калыбына келтирүү үчүн да колдонсо болот.
Кыскасы, бул сизге сүрөттөрдүн окшоштуктарын салыштыруу жана аларды 3D мейкиндигинде үч бурчтуктоо аркылуу бир нече сүрөттөрдөн 3D торчосун түзүүгө мүмкүнчүлүк берет.
Фотограмметрия бир канча убакыттан бери бар, бирок Autodesk Memento бета программасына киргенде гана иштер иштей баштады. Memento бета фазасынан чыкканда анын аты ReMake болуп өзгөртүлдү. Сыйкыр сыяктуу угулат, туурабы? Ооба, бул сыйкыр эмес, бул чындык. Эми каалаган адам сканерге жүздөгөн акча коротпостон 3D сканерлей алат. Жеткиликтүү баадагы ачык булактуу 3D сканерлери туура иштеши үчүн бир аз билимди талап кылат. FROMкаалаган адам фотограмметрия менен каалаган нерсесин ала алат.
Айлануучу стол - сканерди түзүүнүн экинчи этабы
Өзүңүздүн 3D сканериңизди түзүү үчүн болгону смартфонуңуз, камтылган гарнитураңыз жана ойноткучуңуз керек. Ал кандайча иштейт: сиз кранкасын бурасыз жана айлануучу табактын ар бир толук айланганында телефондун камерасы наушниктин үнүн 50 жолу иштетет.
Оңой! Сүрөттөрдү компьютериңизге өткөрүп, андан кийин кереметтерди жасоо үчүн Autodesk ReMake колдонуңуз. Бул укмуштуудай, бирок бир гана сетканы тууралоо, тешиктерди оңдоо, тегиздөө, 3D басып чыгарууга даярдоо же оюндар же рендерингдер үчүн 3D ресурсу катары системанын формасы катары кызмат кылуу үчүн куралдар менен камсыз кылат!
Жакшы, Apple iPhone 7 жана андан жогоркулар үчүн гарнитура уячасын алып салганын эске алсак, сканерди түзүүнүн жаңыртылган версиясы колдонулат. Ал Bluetooth камерасы үчүн триггердин үстүндө иштөө принцибине негизделген. Бул гарнитура уячасынын ордун алмаштырат.
- Жогорку сапаттагы фотограмметриялык скандоо объектинин бардык бурчтарынан жогорку сапаттагы сүрөттөрдү талап кылат.
- Кичине нерселерди сканерлөөнүн эң оңой ыкмасы - сүрөткө тартып жатканда объектти айлантуу.
- Бул үчүн сканер Arduino тактасы тарабынан башкарылуучу кадам кыймылдаткычын колдонот.
- Степпер объектти белгиленген өлчөмдө айландырат, андан кийин инфракызыл диод камеранын зымсыз алыстан башкаруусун туураган укмуштуудай татаал жаркылдап өчөт.
ЖК дисплей экраны баскычтардын топтому мененколдонуучуга Arduino башкарууга мүмкүндүк берет. Баскычтарды колдонуу менен колдонуучу бир айлануу үчүн тартыла турган кадрлардын санын тандай алат. Жогорку сапаттагы DIY 3D сканери автоматтык режимде иштей алат, мында ал сүрөт тартып, тепкич моторун алдыга жылдырат жана аны толук революция аяктаганга чейин кайталайт.
Ошондой эле баскычты ар бир басуу сүрөт тартып, чуркоо терүүнү жылдырып жана күтө турган кол режими бар. Бул деталдарды сканерлөө үчүн пайдалуу. 3D сканер сүрөттү жээктеп турган кадрга көңүл бурат.
Кошумча программа
Фотограмметрия программасы сүрөттөгү өзгөчөлүктү аныктаганда, ал башка сүрөттөрдөн ошол функцияны табууга аракет кылат жана пайда болгон бардык сүрөттөрдүн жайгашкан жерин жазат.
- Эгер объект айлануучу объекттин бир бөлүгү болсо, биз жакшы маалыматтарды алабыз.
- Эгер табылган функция фондо болсо жана объекттин калган бөлүгү сканерленип жатканда кыймылдабаса, ал мейкиндик-убакыт үзгүлтүксүздүгүн бузушу мүмкүн, жок эле дегенде, сиздин программаңызга тиешелүү.
Эки чечим бар:
- Алардын бири фонду кыймыл менен синхрондоштуруу үчүн камераны объекттин айланасында жылдырып жатат. Бул чоң объекттер үчүн жакшы, бирок процессти автоматташтыруу алда канча кыйын.
- Оңой чечим - фонго тийбей коюу. Бул кичинекей объекттер үчүн жеңилирээк. Буга оң жагын кошуңузжарыктандырылды жана сиз өзгөчөлүктөрсүз фонго барасыз.
Дагы бир кеңеш – бир-эки токтоо менен сүрөттөрүңүздү ашыкча экспозициялоо. Бул объекттин көлөкөсүндө көбүрөөк деталдарды тартууга мүмкүндүк берет, ошол эле учурда фонду бөлүп, калган фон объектилери жаркыраган ак болуп жок болуп калат.
- "Arduino". Анын ЖК экраны жабылбаган төөнөгүчтөрү бар, бул туташууну жеңилдетет.
- SainSmart 1602 LCD Shield дисплейи жана сканерди башкаруу үчүн кээ бир баскычтары бар.
- Stepper мотордун айдоочусу (Оңой айдоочу).
NEMA 17 тепкич мотору сканерленген объектти айлантат. Чоң тепкич кыймылдаткычы менен (тиешелүү драйвери жана кубаты менен) бул жогорку сапаттагы DIY 3D сканери сканерлөөнүн масштабын кеңейте алат. 950 нм IR LED камераны иштетет. Колдук 3D сканерлердин кээ бир популярдуу моделдери ушул принципке негизделген. Сиз өз колдору менен куруу жараянын кайталаса болот. Биз тандоо үчүн бир нече варианттарды сунуштайбыз.
Spinscan by Тони Базер: бардык сканерлердин негизи
2011-жылы 3D басып чыгаруу генийи Тони Базер Spinscan чыгарды. Бул лазер жана санарип камерага негизделген ачык булактуу үй 3D сканери. Кийинчерээк MakerBot жабык булак Digitizer сканерин түзүү үчүн Spinscan идеяларын колдонгон.
FabScan
FabScan бүтүрүү долбоору катары башталып, андан бери анын функцияларын жакшыртуунун үстүндө иштөөнү уланткан чакан коомчулук тарабынан кабыл алынган. FabScan башка көптөгөн лазердик сканерлер сыяктуу иштейт, бирок скандоодо бурмалануунун алдын алып, жарыктын деңгээлин тегиздетүүгө жардам берген орнотулган корпус жардам берет.
VirtuCube
Лазердик сканерлердин альтернативалуу ыкмасы болуп структураланган жарык сканери саналат. Лазердин ордуна пикопроекторду колдонуп, VirtuCube бир нече басылган бөлүктөрү жана негизги электроника менен оңой түзүлүшү мүмкүн. Башка жарык булактары басып чыгаруу каталарына жол бербөө үчүн бул тутумдун баарын картон кутуга салса болот.
Эки кызыктуу жаңы ачык булак лазердик сканерлер чыгарылган: BQ Cyclop жана Murobo Atlas.
BQ - лазердик сканерлөө системасы
Испаниялык керектөөчү электроника компаниясы BQ Cyclop 3D сканерин CESде жарыялады. Cyclop эки лазердик линия деңгээлин, стандарттуу USB веб-камерасын жана BQ'нун ыңгайлаштырылган Arduino контроллерин колдонот. BQ өзүнүн Horus аттуу сканерлөө тиркемесин жазган. Кабарларда Cyclop азырынча жеткиликтүү эмес деп айтылса, BQ ал ушул жылдын аягында чыгат деп айтылат.
"Атлас" - жакшыртууларды талап кылган иштелип чыккан долбоор
Муробонун 3D сканери учурда Kickstarterде каражат издеп жатат. Spinscan, Digitizer жана Cyclop сыяктуу, Atlas айлануучу платформада объектти сканерлөө үчүн лазердик линия модулдарын жана веб-камераны колдонот. Атлас Arduino Raspberry Piди алмаштырып, аппаратка башкарууну жана тартууну бириктирет. Cyclop сыяктуу эле, Atlas жаратуучусу бул долбоор болот деп убада кылатачык булак. 129 долларлык топтомдор сатылып бүттү, бирок айрымдары $149 жана $209 бойдон калууда.
2019-жылы компания фондун көрүнүшүн гана көрсөтпөстөн, сүрөт тартууда фокусту түзө турган смартфондун негизиндеги 3D сканерин ишке киргизүүнү максат кылууда. Америкада DIY жаңылыктары укмуштуудай. Эгерде сиз 3D сканерди жасоону билбесеңиз, Атластын бүтө элек версиясын колдонуңуз. Бул жерде абдан так функция бар жана иштеп чыгуучуларга түзмөктү жаркылдап, натыйжада көргүсү келген функциялардын иштешин камсыз кылышы керек.
CowTech Ciclop: көп функциялуу машинанын жаңы модели
Баасы 160 долларга чейин көтөрүлөт (3D бөлүктөрүн басып чыгарганыңыз же чыгарбаганыңызга жараша). Компания АКШда жайгашкан. Даяр сүрөттөрдүн чечилиши 0,5 ммге жетет. Максималдуу сканерлөө көлөмү: 200 × 200 × 205 мм. BQ 3D принтери үчүн DIY 3D сканер комплектинин негизин түзгөн. Төрт өлчөмдүү мейкиндикте сүрөттөрдү түзүү үчүн өз колуңуз менен моделдин версиясын өзгөртө аласыз.
CowTech Engineering жаңыртылган моделге уникалдуу маани берүү үчүн BQ жетектеген каражаттарды колдонду. Жаңы мүмкүнчүлүктөр:
- чөйрөнү карап чыгуу,
- фонго тартуу,
- тескери стилдеги линзанын дисплейи.
Ачык булак кыймылына ишенимдүү, Cowtech оригиналдуу Ciclop CowTech өндүрүш версиясын ишке киргизүү үчүн акча чогултуу үчүн Kickstarter кампаниясын баштады. Команда 10 000 доллар чогултуу боюнча чоң максат койгон, бирок күтүлбөгөн жерден кабыл алынганкоомчулук 183 000 доллар чогулта алганына сүйүнгөн. CowTech Ciclop DIY 3D камерасы жана телефон сканери топтому пайда болду.
Ошондо CowTech версиясы менен BQ DIY версиясынын ортосунда кандай айырма бар?
CowTech Ciclop дагы эле Horus 3D программасын колдонот, анткени ал 3D объектилерин сканерлөө үчүн укмуштуудай дүкөн. Бирок айырмачылыктар бир аз башкача дизайнда жатат, аны команда бир нече күн бою иштеп чыгууга жумшаган, андыктан бөлүктөр каалаган FDM 3D принтеринде 3D басып чыгарыла алат.
Ошол эле бланктарды өз колдору менен түзмөктөрдү иштеп чыгуу үчүн колдонсо болот. Компаниянын 3D сканерлери жана принтерлери кичинекей гана көлөмгө ээ, ошондуктан CowTech түзүүчү көлөмү 115×110×65 мм болгон каалаган принтерде басып чыгарууга мүмкүн болгон тетиктерди иштеп чыкты, ал дээрлик бардык 3D принтерлерде кездешет.
Ciclop by CowTech:
- Бул жерде жөнгө салынуучу лазер кармагычтар бар.
- CowTech DIY лазер менен кесилген акрилди колдонот.
BQ Ciclop:
- Модельдер сайлуу таяктарды колдонушат.
- Лазер менен кесилген акрил жок.
Эч нерсе эмес, сканерлер дагы эле окшош көрүнөт, бирок CowTech аны реформалоо эмес, учурдагы дизайнды жакшыртууну гана көздөгөн. CowTech өзүнүн веб-сайтында сканерлөө үчүн даяр Ciclopду 159 долларга сатат. Жалпысынан бул эң арзан DIY 3D сканери, лазердик триангуляция 3D сканерлөө үчүн абдан эффективдүү.
Айлануучу машиналар жана сканерлерди түзүү үчүн столдор
- Уюлдук телефонDIY 3D сканер технологиясы менен жабдылган: фотограмметрия - технологиялык өзгөчөлүк бар.
- Баасы: Өзүңүз бекер басып чыгаруу (бирок материалдар болжол менен $30 турат).
- Бул DIY 3D сканерин түзүү абдан оңой болот. Британ өндүрүүчүсү Дэйв Кларк моделдерди сатуу баштала электе эле демонтаждоо мүмкүн экенине ынанган. Запастык бөлүктөр башка сканерлерди куруу үчүн колдонулат.
Анткени ал лазердик триангуляцияга эмес, фотограмметрияга негизделген жана смартфонуңузга шайкеш келет! Түзмөктөрдү шайкештирүү үчүн 3D басып чыгаруучу файлды жүктөп алсаңыз болот.
Өз колуңуз менен 3D сканерди импровизацияланган каражаттардан жасоого болот. Сиз жөн гана DIY 3D жаратуучуларына ишенишиңиз керек. Жөнөкөй түзмөк iPhone же Android түзмөгүңүздү бул ойноткучка туташтыруу менен заматта 3D сканерге айлантат. Андан кийин, гарнитураны жана телефондун камерасын колдонуп, объекттин 50дөн ашык сүрөтүн тартат, алар бурулуучу тегерек айланганда сканерленет.
Бул сүрөттөрдү тарткандан кийин, сиз аларды Autodesk ReCap сыяктуу программага жүктөп, сүрөттөрдү толук 3D файлга айландырсаңыз болот.
Жалпысынан бул фантастикалык чыгармачыл долбоор жана бюджети бар адамдар үчүн мыкты DIY 3D сканери.
Microsoft Kinect 3D сканери
Бул болгону 99 доллардан дагы төмөн (бирок Kinect V2 дагы эле Xbox One'да жеткиликтүү болгон менен сатылбайт). Компаниянын урааны: Kinectтен өзүңүздүн 3D сканериңизди жасап, досторуңузду таң калтырыңыз.
Microsoft суроо-талапка жооп берип, Kinect сканери үчүн өзүнүн 3D Scan колдонмосун түзүү менен жооп бергени менен, артыкчылыктуу болушу мүмкүн болгон бир катар үчүнчү тараптын варианттары бар. Аларга төмөнкүлөр кирет:
- Skanect, Occupital тарабынан жасалган, ал текстура сенсорун да сатат.
- ReconstructMe. Ал 100 доллардан азыраак 3D сканерлөө жүргүзүүгө мүмкүндүк берген куралдардын топтомун камсыз кылат.
Натыйжалар фантастикалык эмес, бирок мындай баага ал абдан ылайыктуу. Ал сапаты боюнча салттуу протограмметриядан төмөн экени, өзгөчө майда-чүйдөсүнө чейин, мисалы, акула тиштери сыяктуу кичинекей моделдерде төмөн экени далилденген. Ошентсе да, башталгыч 3D сканерлер үчүн, бул укмуштуудай башталгыч деңгээлдеги продукт, айрыкча Xbox 360 үчүн сизде мурунтан эле бар болушу мүмкүн.
Сканерди түзүүдөн мурун
Сиз колдоно турган көптөгөн камералар бар. Албетте, өз колуңуз менен телефонуңуздан 3D сканерди кантип жасоону билүү үчүн, бул үчүн эмне керек экенин эсептеп чыгышыңыз керек. Камераларыңызды көзөмөлдөө үчүн Pi Scan колдонууну пландап жатсаңыз, анда Canon PowerShot ELPH 160 колдонушуңуз керек. Бирок башка орнотууларды колдонуп жатсаңыз, бул жерде кээ бир жалпы камера сунуштары бар:
- Сизге канча мегапиксел керек? Скандоочу нерселерди өлчөңүз. Эң чоң орточо өлчөмгө умтулуңуз (эң чоң четтөөлөрдү тандабаңыз). Мисалы, көпчүлүк окуу китептери 22,86×27,94 см. Эми бул өлчөмдү сиз басып алууну көздөп жаткан PPIге (сантиметрге пикселдер) көбөйтүңүз. 300-бул коопсуз минимум, бирок көбүрөөк кармасаңыз, жаңылбайсыз. Демек, биздин мисалда - 9 × 300=2700. 11 × 300=3300. Бизге жок дегенде 2700 × 3300=8 910 000 пиксел же болжол менен 9 мегапикселден турган сүрөт керек.
- Сизге кандай көзөмөл керек? Эгерде сиз жөн эле бир китепти сканерлеп жатсаңыз, же бир нерсени анын маалыматтык мазмуну үчүн гана сканерлеп жатсаңыз (чыныгы көрүнүшүн тартууга аракет кылуудан айырмаланып), сизге абдан жакшы кадрлардын кереги жок. Эгер жарыктандыруу же камера жөндөөлөрү кадрдан кадрга өзгөрсө, дагы эле жакшы натыйжаларга ээ болосуз.
- Жапкыч ылдамдыгы - ак балансынын ISO диафрагмасы.
- Жаркырап күйгүзүү/өчүрүү. Каалаган ыңгайлаштырылган сүрөт иштетүү (тактоо, түстү жакшыртуу, ж.б.).
- Фокус (идеалында фокусту кулпулоо мүмкүнчүлүгү).
- Экспозициянын компенсациясы.
- Чоңойтуу - көпчүлүк DSLR ушул сыяктуу башкаруунун баарына мүмкүндүк берет; компакт камералар үчүн, CHDK колдогон Canon Powershot камералары гана. Алар бул параметрлердин баарын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.
Бюджеттен көп нерсе көз каранды. Сканерлер камералар менен бирдей баада сатылат. Эгер баарын өзүң кылам десең, анда бюджет чектелүү. Оптика жана запастык тетиктер рыногунун жеткиликтүү сегментине көңүл буруңуз.
- 3D лазердик сканерди курууда кездешкен биринчи кыйынчылык - айлануучу платформаны табуу. Ошол эле учурда аны MatLab программасынын жардамы менен гана башкаруу керек. Көп акча же убакыт коротуунун ордуна, сатып алсаңыз болотULN2003 диск сыноо модулунун тактасы менен 28BYJ-48-5V кадамдык мотор.
- Андан кийин платформаны тепкич моторунун валына жабыштырып, аны кармагычтын ичиндеги оюкка орнотуңуз. Платформа "мрамор" менен бирдей болушу керек, бирок ал канчалык арзан болсо, диаметри ошончолук туура келбей турганын эске алыңыз.
- Эгер сизде Mat Lab'та башкара турган так айланууну алуу ыкмасы болсо, камераны каалаган аралыкка жана бийиктикке, ошондой эле камеранын сол же оң жагына лазер сызыгын жана бурулуучу платформаны орнотуңуз. Лазердин бурчу айлануучу табактын көбүн жабуу үчүн оптималдуу болушу керек, бирок эч нерсе так болбошу керек, биз модель масштабынын айырмасын код менен чечебиз.
- Туура иштөө үчүн эң маанилүү бөлүгү камераны калибрлөө. MatLab компьютердик көрүү инструменттерин колдонуу менен камеранын так фокусу узундугун жана оптикалык борборун 0,14 пиксель тактык менен ала аласыз.
Камеранын дааналыгын өзгөртүү калибрлөө процессинин маанилерин өзгөртөөрүн унутпаңыз. Биз издеп жаткан негизги маанилер - пикселдик бирдиктер менен өлчөнгөн фокус узундугу жана сүрөт тегиздигинин оптикалык борборунун пикселдик координаттары.
Арзан компакт камералардын көбүнүн программалык интерфейси жок. Алар кол менен же механикалык түрдө гана иштетилет. Бирок волонтерлор тобу Canon компакт камераларын алыстан башкарууга жана конфигурациялоого мүмкүндүк берүүчү программаны иштеп чыгышты. Бул программа деп аталатCHDK.
- CHDK SD картага жүктөлүп алынып, ал камерага киргизилет.
- Камера иштетилгенде, CHDK автоматтык түрдө ишке кирет.
- CHDK камерага эч качан туруктуу өзгөртүүлөрдү киргизбегендиктен, камеранын нормалдуу иштеши үчүн атайын CHDK SD картасын алып салсаңыз болот.
CHDK төмөндө тизмеленген программалык контроллерлор үчүн маанилүү шарт болуп саналат. Контроллерлор компьютерде же Raspberry Piде иштейт жана USB аркылуу камераларда иштеген CHDK программасы менен байланышат. Арзан камералардын башка түрлөрүн колдонгондо, башкаруунун жалгыз варианты - жогоруда көрсөтүлгөндөй орнотуучу программалар аркылуу механикалык же кол менен баштоо.
