Öz 3D skanerinizi etmək istəyirsinizsə, ilk addım veb-kamera tapmaqdır. Əgər sizdə varsa, bütün layihənin dəyəri 40-50 dollara başa gələcək. Desktop 3D scanning son illərdə böyük irəliləyişlər əldə etdi, lakin hələ də böyük məhdudiyyətlərə malikdir. Texnikanın aparatı skanlamanın müəyyən həcmi və həlli əsasında qurulur. Yalnız obyektiniz çəkiliş tələblərinə və ayırdetmə keyfiyyətinə cavab verərsə yaxşı nəticələr əldə edə bilərsiniz.
3D çəkiliş necə işləyir
Fotoqrammetriya obyekt ətrafında bütün istiqamətlərdən çəkilmiş bir sıra adi 2D fotoşəkillərdən istifadə edir. Əgər obyektin üzərindəki nöqtə ən azı üç təsvirdə görünə bilirsə, onun yerini üçbucaqlı etmək və üç ölçüdə ölçmək olar. Minlərlə, hətta milyonlarla nöqtənin yerini müəyyən edərək və hesablayaraq, proqram son dərəcə dəqiq reproduksiya yarada bilər.
Aparat skanerindən fərqli olaraq, bu prosesin ölçüsü və ya ayırdetmə məhdudiyyəti yoxdur. Əgər obyektin şəklini çəkə bilirsinizsə, onu skan edə bilərsiniz:
- Məhdudlaşdırıcı amilfotoqrammetriya fotoşəkillərin keyfiyyətidir və buna görə də fotoqrafın bacarığıdır.
- Fotolar aydın görünən və aydın şəkildə fokusda olmalıdır.
- Onlar həmçinin obyektin ətrafına yerləşdirilməlidir ki, onların hər bir hissəsi örtülü olsun.
3D skaner olmadan siz yalnız böyük obyektlərin 3D şəklini yarada bilərsiniz. Kiçik elementləri skan etmək mümkün deyil. Bunu daha ətraflı başa düşmək üçün fotoqrammetriya anlayışını təhlil edəcəyik.
Fotoqrammetriya nədir və o, obyektlərin nümayişinə necə təsir edir?
Fotoqrammetriya, xüsusilə səth nöqtələrinin dəqiq mövqeyini yenidən qurmaq üçün fotoşəkillərdən ölçmələrin alınması elmidir. O, həmçinin hər hansı hərəkət edən obyektdə, onun komponentlərində və ətraf mühitə yaxın yerlərdə təyin olunmuş lövbər nöqtələrinin hərəkət yollarını yenidən qurmaq üçün istifadə edilə bilər.
Bir sözlə, o, sizə şəkillər arasındakı oxşarlıqları müqayisə edərək və onları 3D məkanında üçbucaqlaşdıraraq çoxlu fotolardan 3D şəbəkə yaratmaq imkanı verir.
Fotoqrammetriya bir müddətdir mövcud idi, lakin Autodesk Memento beta proqramına daxil olana qədər işlər işə düşməyə başladı. Memento beta mərhələsindən çıxanda onun adı ReMake olaraq dəyişdirildi. Sehrli səslənir, elə deyilmi? Yaxşı, bu sehr deyil, reallıqdır. İndi hər kəs bir skanerə yüzlərlə pul xərcləmədən 3D skan edə bilər. Hətta əlverişli qiymətə açıq mənbəli 3D skanerlərin düzgün işləməsi üçün kifayət qədər bilik tələb olunur. FROMfotoqrammetriya ilə hər kəs istədiyini əldə edə bilər.
Dönmə masası - skaner yaratmağın ikinci mərhələsi
Öz 3D skanerinizi yaratmaq üçün sizə yalnız smartfon, daxil olan qulaqlıq və pleyer lazımdır. Bu necə işləyir: siz krankı çevirin və dönər masanın hər tam fırlanması üçün telefonun kamerası qulaqlıq səsi ilə 50 dəfə işə salınır.
Asan! Şəkilləri kompüterinizə köçürün və sonra möcüzələr etmək üçün Autodesk ReMake-dən istifadə edin. Bu, heyrətamizdir, lakin o, təkcə torları düzəltməkdə yaxşı deyil, həm də şəbəkəni cızmaq, dəlikləri təmir etmək, hizalamaq, 3D çapa hazırlamaq və ya oyunlar və ya təsvirlər üçün 3D resurs kimi sistem forması kimi xidmət etmək üçün alətlər təqdim edir!
Yaxşı, Apple-ın iPhone 7 və daha yuxarı modellər üçün qulaqlıq yuvasını çıxardığını nəzərə alsaq, skaner yaradılmasının yenilənmiş versiyası istifadə olunacaq. O, Bluetooth kamerası üçün trigger üzərində işləmə prinsipinə əsaslanır. Bu, qulaqlıq yuvasına olan ehtiyacı əvəz edəcək.
- Yüksək keyfiyyətli fotoqrammetrik skanlama obyektin bütün bucaqlardan yüksək keyfiyyətli fotoşəkilləri tələb edir.
- Kiçik şeyləri skan etmək üçün ən asan üsul fotoşəkil çəkərkən obyekti fırlatmaqdır.
- Bunun üçün skaner Arduino lövhəsi tərəfindən idarə olunan pilləli motordan istifadə edir.
- Addımlayıcı obyekti müəyyən edilmiş miqdarda fırladır və sonra infraqırmızı LED kameranın simsiz pultunu təqlid edən qəribə bir sıra fışqırmalarda sönür.
Düymələr dəsti ilə LCD displeyistifadəçiyə Arduino-nu idarə etməyə imkan verir. Düymələrdən istifadə edərək istifadəçi hər bir inqilab üçün çəkiləcək kadrların sayını seçə bilər. Yüksək keyfiyyətli DIY 3D skaner avtomatik rejimdə işləyə bilər, burada şəkil çəkir, pilləli motoru irəliləyir və tam inqilabı tamamlayana qədər onu təkrarlayır.
Düymənin hər basışının şəkil çəkdiyi, qaçış düyməsini hərəkət etdirdiyi və gözlədiyi əl rejimi də var. Bu detalları skan etmək üçün faydalıdır. 3D skaner şəkli çərçivəyə salan çərçivəyə fokuslanır.
Əlavə proqram
Fotoqrammetriya proqramı fotoşəkildə bir xüsusiyyət aşkar etdikdə, o xüsusiyyəti digər şəkillərdə tapmağa çalışır və görünən bütün şəkillərdə yeri qeyd edir.
- Obyekt fırlanan obyektin bir hissəsidirsə, yaxşı məlumat əldə edirik.
- Əgər aşkar edilmiş xüsusiyyət arxa plandadırsa və obyektin qalan hissəsi skan edilərkən hərəkət etmirsə, o, ən azı proqram təminatına aid olduğu qədər məkan-zaman kontinuumunu poza bilər.
İki həll yolu var:
- Onlardan biri fonu hərəkətlə sinxronlaşdırmaq üçün kameranı obyektin ətrafında hərəkət etdirir. Bu, böyük obyektlər üçün yaxşıdır, lakin prosesi avtomatlaşdırmaq daha çətindir.
- Daha asan həll arxa plana toxunulmaz qoymaqdır. Kiçik əşyalar üçün bunu etmək daha asandır. Buna sağ əlavə edinişıqlandırma və özəlliksiz fonlara doğru yoldasınız.
Digər bir məsləhət, şəkillərinizi bir-iki dayanmaqla həddindən artıq ifşa etməkdir. Bu, fonu ayırarkən obyektin kölgəsində daha çox təfərrüat çəkməyə imkan verir ki, qalan fon obyektləri parlaq ağ rəngə çevrilsin.
- "Arduino". Onun LCD ekranı ilə örtülməyən sancaqlar var və bu, qoşulmağı asanlaşdırır.
- Skaneri idarə etmək üçün ekranı və bəzi düymələri olan SainSmart 1602 LCD Qalxan.
- Addım motor sürücüsü (Asan Sürücü).
NEMA 17 pilləli mühərriki skan edilmiş obyekti döndərəcək. Böyük pilləli mühərriklə (müvafiq sürücü və enerji təchizatı ilə) bu yüksək keyfiyyətli DIY 3D skaner skanı genişləndirə bilər. 950 nm IR LED kameranı işə salır. Əl 3D skanerlərinin bəzi məşhur modelləri bu prinsipə əsaslanır. Tikinti prosesini öz əllərinizlə təkrarlaya bilərsiniz. Seçmək üçün bir neçə seçim təklif edirik.
Spinscan by Tony Buzer: bütün skanerlərin əsası
2011-ci ildə 3D çap dahisi Tony Buzer Spinscan-ı buraxdı. Bu, lazer və rəqəmsal kameraya əsaslanan açıq mənbəli evdə hazırlanmış 3D skanerdir. Daha sonra MakerBot qapalı mənbəli Digitizer Scanner yaratmaq üçün Spinscan ideyalarından istifadə etdi.
FabScan
FabScan buraxılış layihəsi kimi başlamışdır və o vaxtdan öz xüsusiyyətlərini təkmilləşdirmək üzərində işləməyə davam edən kiçik bir icma tərəfindən qəbul edilmişdir. FabScan bir çox digər lazer skanerləri kimi işləyir, lakin skan zamanı təhrifin qarşısını alan, işıq səviyyələrini bərabərləşdirməyə kömək edən daxili korpusa kömək edir.
VirtuCube
Lazer skanerləri üçün alternativ üsul strukturlaşdırılmış işıq skaneridir. Lazer əvəzinə piko proyektordan istifadə etməklə VirtuCube bir neçə çap edilmiş hissə və əsas elektronika ilə asanlıqla yaradıla bilər. Digər işıq mənbələrinin çap xətalarına səbəb olmasının qarşısını almaq üçün bütün bu sistem karton qutuya yerləşdirilə bilər.
İki maraqlı yeni açıq mənbəli lazer skanerləri artıq buraxılıb: BQ Cyclop və Murobo Atlas.
BQ - lazer skan sistemi
İspan istehlakçı elektronikası şirkəti BQ CES sərgisində Cyclop 3D skanerini elan etdi. Cyclop iki lazer xətti səviyyəsindən, standart USB veb-kamerasından və BQ-nun xüsusi Arduino nəzarətçisindən istifadə edir. BQ öz Horus adlı skan proqramını yazıb. Hesabatlarda Cyclop-un hələ mövcud olmadığı bildirilsə də, BQ onun bu ilin sonunda olacağını bildirir.
"Atlas" təkmilləşdirmə tələb edən işlənmiş layihədir
Murobo-nun 3D skaneri hazırda Kickstarter-də vəsait axtarır. Spinscan, Digitizer və Cyclop kimi, Atlas da fırlanan platformada obyekti skan etmək üçün lazer xətti modullarından və veb-kameradan istifadə edir. Atlas nəzarəti və tutmağı bir cihaza inteqrasiya etmək üçün Arduino Raspberry Pi-ni əvəz edir. Cyclop kimi, Atlas yaradıcısı da bunun bir layihə olacağını vəd ediraçıq mənbə. 129 dollarlıq dəstlər tükəndi, lakin bəziləri 149 və 209 dollarda qaldı.
2019-cu ildə şirkət smartfon əsaslı 3D skanerini istifadəyə verməyi hədəfləyir ki, bu da təkcə fonda görünmə qabiliyyətini nümayiş etdirməyəcək, həm də şəkil çəkərkən fokus quracaq. Amerikada DIY yenilikləri heyrətamizdir. 3D skaneri necə edəcəyinizi bilmirsinizsə, Atlasın tamamlanmamış versiyasından istifadə edin. Kifayət qədər aydın funksionallıq var və tərtibatçılar yalnız cihazı yandırmalı və nəticədə görmək istədikləri funksiyaların işləməsini təmin etməlidirlər.
CowTech Ciclop: çoxfunksiyalı maşının yeni modeli
Qiymət 160$-a qədər qalxır (3D hissələri çap edib etmədiyinizdən asılı olaraq). Şirkət ABŞ-da yerləşir. Hazır şəkillərin həlli 0,5 mm-ə çatır. Maksimum skan həcmi: 200 × 200 × 205 mm. BQ 3D printer üçün DIY 3D skaner dəstinin əsasını təşkil etdi. Dördölçülü məkanda şəkillər yaratmaq üçün öz əllərinizlə modelin versiyasını dəyişdirə bilərsiniz.
CowTech Engineering yenilənmiş modelə unikal dəyər vermək üçün BQ-nin rəhbərlik etdiyi vəsaitlərdən istifadə etdi. Yeni imkanlar:
- ətraf mühitin icmalı,
- fonda çəkiliş,
- əks üslublu linza ekranı.
Açıq mənbə hərəkatına sadiq qalan Cowtech, orijinal Ciclop CowTech-in istehsal versiyasını işə salmaq üçün pul toplamaq üçün Kickstarter kampaniyasına başladı. Komanda 10.000 dollar toplamaq kimi yüksək məqsəd qoydu, lakin sürprizlə qarşılandıicma 183.000 dollar toplaya bildikdə sevindi. CowTech Ciclop DIY 3D kamera və telefon skaneri dəsti doğuldu.
Bəs CowTech versiyası ilə BQ DIY versiyası arasında nə fərq var?
CowTech Ciclop hələ də Horus 3D proqram təminatından istifadə edir, çünki bu, 3D obyektlərin skan edilməsi üçün fantastik mağazadır. Fərqlər bir qədər fərqli dizayndadır və komanda onu bir neçə gün ərzində işləyib hazırlayıb ki, hissələri istənilən FDM 3D printerdə 3D çap etmək mümkün olsun.
Eyni boşluqlar öz əllərinizlə cihazları hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Şirkətin 3D skanerləri və printerləri yalnız kiçik quruluş həcminə malikdir, ona görə də CowTech demək olar ki, bütün 3D printerlərdə tapılan 115×110×65 mm ölçüyə malik istənilən printerdə çap oluna bilən hissələr hazırlayıb.
Ciclop by CowTech:
- Burada tənzimlənən lazer tutacaqları var.
- CowTech DIY lazerlə kəsilmiş akrildən istifadə edir.
BQ Ciclop:
- Modellər yivli çubuqlardan istifadə edir.
- Lazerlə kəsilmiş akril yoxdur.
Heç bir problem yoxdur və skanerlər hələ də olduqca oxşar görünür, lakin CowTech yalnız mövcud dizaynı təkmilləşdirmək niyyətindədir, onu islahat etmək deyil. CowTech öz saytında skan etməyə hazır Ciclop-u 159 dollara satır. Bütövlükdə bu, lazer trianqulyasiya 3D skan üçün çox səmərəli olan əla ucuz DIY 3D skanerdir.
Skanerlər yaratmaq üçün fırlanan maşınlar və masalar
- Cib telefonuDIY 3D skaner texnologiyası ilə təchiz olunub: fotoqrammetriya - texnoloji xüsusiyyət mövcuddur.
- Qiymət: Öz əlinizlə pulsuz çap (baxmayaraq ki, materialların qiyməti təxminən $30 olacaq).
- Bu DIY 3D skanerini yaratmaq olduqca asan olacaq. Britaniya istehsalçısı Dave Clark, modellərin satışa başlamazdan əvvəl sökülə biləcəyinə əmin oldu. Ehtiyat hissələr digər skanerlərin yaradılması üçün istifadə olunacaq.
Bunun səbəbi odur ki, o, lazer trianqulyasiyasına deyil, fotoqrammetriyaya əsaslanır və smartfonunuzla uyğun gəlir! Siz cihazları sinxronlaşdırmaq üçün 3D çap edilə bilən faylı endirə bilərsiniz.
Öz əllərinizlə doğaçlama vasitələrdən 3D skaner hazırlana bilər. Siz sadəcə DIY 3D yaradıcılarına etibar etməlisiniz. Sadə bir cihaz iPhone və ya Android-i bu pleyerə qoşmaqla onu dərhal 3D skanerə çevirir. Sonra qulaqlıq və telefon kamerasından istifadə edərək obyektin 50-dən çox şəklini çəkir və dönər masa fırlanan kimi skan ediləcək.
Bu şəkilləri çəkdikdən sonra şəkilləri tam 3D faylına çevirmək üçün onları Autodesk ReCap kimi proqrama yükləyə bilərsiniz.
Ümumilikdə bu, fantastik yaradıcı layihə və büdcəsi olan insanlar üçün əla DIY 3D skanerdir.
Microsoft Kinect 3D skaner
Cəmi 99 dollardan daha aşağıdır (lakin Kinect V2 hələ də Xbox One-da mövcud olsa da, artıq satılmır). Şirkətin şüarı belədir: Kinect-dən öz 3D skanerinizi yaradın və dostlarınızı təəccübləndirin.
Microsoft Kinect skaneri üçün öz 3D Scan proqramını yaratmaqla tələbata cavab versə də, üstünlük verilə biləcək bir sıra üçüncü tərəf seçimləri var. Bunlara daxildir:
- Skanect, Occupital tərəfindən hazırlanmışdır, o, həmçinin faktura sensoru satır.
- Məni yenidən qur. O, 100$-dan aşağı qiymətə 3D skan etməyə imkan verən alətlər dəsti təqdim edir.
Nəticələr fantastik deyil, lakin belə bir qiymətə olduqca məqbuldur. Xüsusilə incə detallarda, məsələn, köpək balığı dişləri kimi kiçik modellərdə keyfiyyət baxımından ənənəvi protoqrammetriyadan daha aşağı olduğu göstərilmişdir. Yenə də yeni başlayan 3D skanerlər üçün bu, əla başlanğıc səviyyəli məhsuldur, xüsusən də Xbox 360 üçün artıq bir cihazınız ola biləcəyi üçün.
Skaner yaratmazdan əvvəl
İstifadə edə biləcəyiniz çoxlu kameralar var. Əlbəttə ki, öz əlinizlə telefonunuzdan 3D skaner necə hazırlanacağını bilmək üçün bunun üçün nə lazım olduğunu hesablamalısınız. Əgər kameralarınızı idarə etmək üçün Pi Scan-dan istifadə etməyi planlaşdırırsınızsa, o zaman Canon PowerShot ELPH 160-dan istifadə etməlisiniz. Amma hər hansı başqa quraşdırmadan istifadə edirsinizsə, burada bəzi ümumi kamera tövsiyələri var:
- Sizə neçə meqapiksel lazımdır? Skan etmək üzrə olduğunuz elementləri ölçün. Ən böyük orta ölçüsü hədəfləyin (ən böyük kənar göstəriciləri seçməyin). Məsələn, əksər dərsliklər 22,86×27,94 sm-dir. İndi bu ölçüsü tutmaq niyyətində olduğunuz ÜFE (santimetrdə piksel) ilə çoxaldın. 300-bu, təhlükəsiz minimumdur, baxmayaraq ki, daha çoxunu tutsanız, səhv edə bilməzsiniz. Beləliklə, nümunəmizdə - 9 × 300=2700. 11 × 300=3300. Bizə ən azı 2700 × 3300=8.910.000 piksel və ya təxminən 9 meqapiksellik bir şəkil lazımdır.
- Sizə nə nəzarət lazımdır? Əgər siz sadəcə bir kitabı skan edirsinizsə və ya elementi yalnız onun məlumat məzmunu üçün skan edirsinizsə (faktiki görünüşü tutmağa çalışmaqdan fərqli olaraq), sizə çox yaxşı kadrlar lazım deyil. İşıqlandırma və ya kamera parametrləri çəkilişdən kadra dəyişsə, yenə də yaxşı nəticələr əldə edəcəksiniz.
- Çekim sürəti - ağ balansı ISO diyaframı.
- Flaş yandır/söndür. İstənilən fərdi şəkil emalı (kəskinləşdirmə, rəng təkmilləşdirmə və s.).
- Fokus (ideal olaraq diqqəti kilidləmək imkanı).
- Ekspozisiya kompensasiyası.
- Böyütmə - əksər DSLR-lər bu cür nəzarətin hamısına imkan verir; kompakt kameralar üçün yalnız CHDK-ni dəstəkləyən Canon Powershot kameraları. Onlar sizə bütün bu parametrləri idarə etməyə imkan verir.
Büdcədən çox şey asılıdır. Skanerlər kameralarla eyni qiymətə satılır. Hər şeyi özünüz etmək istəyirsinizsə, büdcə məhduddur. Optika və ehtiyat hissələri bazarının əlverişli seqmentinə diqqət yetirin.
- 3D lazer skanerinin yaradılması zamanı qarşılaşılan ilk çətinlik fırlanan platforma tapmaqdır. Eyni zamanda, onu yalnız MatLab-ın köməyi ilə idarə etmək lazımdır. Çox pul və ya vaxt sərf etmək əvəzinə, satın ala bilərsinizULN2003 sürücü test modulu lövhəsi ilə 28BYJ-48-5V pilləli motor.
- Sonra platformanı pilləli mühərrik şaftına yapışdırın və onu tutucunun içindəki yivə qoyun. Platforma "mərmər"lə üst-üstə düşməlidir, lakin nəzərə alın ki, o, nə qədər ucuz olarsa, diametrlər bir o qədər uyğunsuzdur, bu da hər şeyi səviyyəsiz edə bilər.
- Mat Lab-da idarə oluna bilən dəqiq fırlanma əldə etmək üçün metodunuz varsa, kameranı istənilən məsafədə və hündürlükdə, həmçinin kameranın və dönər masanın solunda və ya sağında lazer xəttini quraşdırın. Lazerin bucağı dönər masanın çox hissəsini əhatə etmək üçün optimal olmalıdır, lakin heç bir şey dəqiq olmamalıdır, biz kodda model miqyası fərqini həll edəcəyik.
- Düzgün işləmək üçün ən vacib hissə kameranın kalibrlənməsidir. MatLab kompüter görmə alətlərindən istifadə edərək, 0,14 piksel dəqiqliklə kameranın dəqiq fokus uzunluğunu və optik mərkəzini əldə edə bilərsiniz.
Bilin ki, kamera rezolyusiyasının dəyişdirilməsi kalibrləmə prosesinin dəyərlərini dəyişəcək. Axtardığımız əsas dəyərlər piksel vahidləri ilə ölçülən fokus uzunluğu və təsvir müstəvisinin optik mərkəzinin piksel koordinatlarıdır.
Əksər ucuz kompakt kameraların proqram interfeysi yoxdur. Onlar yalnız əllə və ya mexaniki şəkildə idarə oluna bilər. Lakin könüllülər qrupu Canon kompakt kameralarını uzaqdan idarə etməyə və konfiqurasiya etməyə imkan verən proqram təminatı hazırlayıb. Bu proqram adlanırCHDK.
- CHDK SD karta endirilir, sonra o, kameraya daxil edilir.
- Kamera işə salındıqda, CHDK avtomatik işə salınır.
- CHDK heç vaxt kamerada daimi dəyişikliklər etmədiyi üçün kameranın normal işləməsi üçün sadəcə olaraq xüsusi CHDK SD kartını çıxara bilərsiniz.
CHDK aşağıda sadalanan proqram nəzarətçiləri üçün vacib şərtdir. Kontrollerlər PC və ya Raspberry Pi-də işləyir və USB vasitəsilə kameralarda işləyən CHDK proqramı ilə əlaqə qurur. Digər növ ucuz kameralardan istifadə edərkən yeganə idarəetmə variantı yuxarıda göstərildiyi kimi quraşdırıcı proqramlar vasitəsilə bir növ mexaniki və ya əl ilə işə başlamaqdır.
