3D сканеры — принцип работы и применение. 3D сканеры реферат

Реферат 3d-сканер

Реферат на тему:

3D-сканер — устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его 3D-модель. 3D-сканеры, в отличие от всех остальных типов, работают не с плоским изображением, а с трехмерными оригиналами. Такие сканеры анализируют объект и создают его трехмерную цифровую модель.(http://www.youtube.com/watch?v=lIQGtu5vCbw&feature=player_embedded)

Содержание

3D сканеры имеют широкое применение во многих отраслях промышленности. Врачи, например, используют их для сканирования зубов, костей и изучения органов тела. Инженеры могут принимать 3D сканирование здания. В скором времени вероятно появление сканеров нового поколения, способных сканировать объекты для передачи в эфир, например, для переговоров в будущем .

• 3D-сканеры делятся на два типа по методу сканирования:

1. 1 Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.

Контактные сканеры физически обследуют сканируемый объект на ощупь, передавая трёхмерные координаты на компьютер. Преимуществами такого вида сканеров является:

• - способность сканировать призматические части;
• - независимость от освещения;
• - высокая степень детализации;
• - простота использования;
• - малый объем получаемых файлов;

1. 2 Бесконтактный

Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на две отдельные категории:

• Активные сканеры
• Пассивные сканеры

Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи.

Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступное окружающее излучение. Бесконтактные сканеры подразделяются в зависимости от типа эмиссии, используемой в 3D фотографиях. Они могут использовать свет, излучение и ультразвук. Лазерные сканеры используют свет как источник для обнаружения расстояния до объекта сканирования. Они измеряют время отражения лазера от объекта. Это называется триангуляцией. Ультразвуковые сканеры используются в медицине. Например, звуковые волны могут проникать в матку и показывать трехмерные изображения развивающегося плода. Рентгеновские лучи в 3D-сканере также используются в медицине. Эти сканеры собирают свет или излучение, создаваемое объектом. К преимуществам сканеров такого типа относятся:

• экономичность в промышленном применении;
• Использование вне помещений с разной освещенностью;
• Бесконтактная технология;
• Технология белого структурированного цвета;
• Типология по основам:
• 3D cканирование с применением фотограмметрии.

3D cканирование с использованием фотограмметрии - фотографирование объекта 3D сканирования с разных точек и воссоздание на основе полученных изображений 3D модели. Преимущества такого 3D cканирования: низкие затраты на аппаратную часть; бесконтактная технология.

• 3D cканирование на основе структурированного белого света.

3D cканирование с использованием структурированного белого света заключается в проецировании на объект линий, образующих уникальный узор, каждое изменение которого сканируется приемной камерой. Преимущества такого 3D cканирования: большая скорость 3D сканирования; высокая точность и великолепная деталировка; получение порядка 100 000 точек 3D сканирования за один проход; возможность 3D сканирования человеческих лиц благодаря отсутствию лазеров; бесконтактная технология. Процесс 3D сканирования можно прервать, уточнить и, внимательно рассмотрев уже отсканированное, продолжить. [1]

• Принципы работы с полученными сканами:

При 3D сканировании происходит автоматическая генерация поверхности в формате STL, а не в виде множества точек, которые подлежат последующей обработке. На мониторе в режиме реального времени отображается весь процесс. Это происходит так: Лазер, расположенный в нижней части 3D сканера, проецирует развертку перекрестий лучей на объект 3D сканирования. Две приемные камеры принимают отраженный сигнал, на основе которого в настоящем времени генерируется поверхность.

Полученные методом сканирования 3D-модели в дальнейшем могут быть обработаны средствами САПР и, в дальнейшем, могут использоваться для разработки технологии изготовления (CAM) и инженерных расчётов (CAE). Для вывода 3D-моделей могут использоваться такие средства, как 3D-монитор и 3D-принтер.

• Сферы применения

Идея трехмерной визуализации объектов воплощается в 3D сканерах. В отличие от камеры, это оборудование позволяет сосредоточить внимание на объектах таким образом, чтобы обеспечить 3D эффект. Сканеры используются в индустрии развлечений, для строительства детальных моделей для разлчиных приложений, включая промышленный дизайн и медицину.

* Архитектура: сканирование, реконструкция памятников архитектуры и скульптур;

* Реверс-инжиниринг: простота использования, точность и скорость повторения изделий. 3d сканирование занимает треть рынка прототипирования инженерных систем; * Эргономика: сканирование изделия, изготовленного вручную, воспроизведение сложной поверхности; * Анимация: создание 3D моделей - фильмы и компьютерные игры. ( http://artec-group.ru/3dscanning/cg.html) * Упаковка: изготовление упаковки по готовому изделию; * Архивирование: создание архивных моделей прототипов изделий; * Медицина и ортопедия: создание 3D моделей органов и суставов, проектирование ортопедических скоб, браслетов и т.д. в медицине и протезировании.[2]; (http://www.youtube.com/watch?v=1jmy_QXjsQc&feature=player_embedded)

• Последние разработки в области трёхмерного сканирования

1. 1. Компания Artec Group [3]

Уникальность технологии Artec Group состоит в новаторском способе восстановления поверхностей, а так же в применении собственных устройств, способных с большой надежностью, высокой точностью и в режиме реального времени восстанавливать трехмерные объекты произвольной топологии. Сканеры Artec не требуют специальных маркеров.

Устройства на базе технологии Artec могут быть интегрированы в сложные пространственные системы для съемки специфических объектов. Благодаря высокой точности и скорости съемки технология может использоваться в ручных и мобильных системах.

1. 2. Компания Z Corporation [4]

3D сканеры компании Z Corporation сочетают необходимую скорость сканирования и непревзойденную простоту использования. Для начала работы достаточно просто подключить свой 3d сканер по интерфейсу FireWire к переносному компьютеру, наклеить в произвольном порядке светоотражающие маркеры и за пару минут откалибровать устройство. Программное обеспечение позволяет в режиме реального времени отслеживать ход сканирования и вносить необходимые коррективы. Для получения более мелкого шага сетки модели в детализированных зонах объекта можно увеличить разрешение непосредственно в процессе сканирования. 3d сканеры

1. 3. Компания Roland [5]

Легкие в использовании и совместимые со многими популярными 3D CAD программами, MDX-20/15 - устройства, совмещающие в себе 3D сканер и фрезерную машину, идеально подходят для многих областей деятельности, от моделирования и ювелирной промышленности до изготовления литьевых форм, быстрого прототипирования, мелкосерийного производства и дизайна портативных изделий. MDX-20/15 используют для изготовления тестовых образцов, для снижения количества производственных ошибок, уменьшения временных затрат и стоимости, при создании нового продукта.

wreferat.baza-referat.ru

3D сканеры — принцип работы и применение

В различных областях деятельности человека завоевывает свое место не только технологии 3D печати, но и такие интересные приборы, как 3D-сканеры. С помощью такого устройства можно выполнять сканирование различных физических предметов, получая их трехмерные цифровые модели, характеризующиеся высокой точностью. Полученные модели с электронными данными о форме конкретного предмета могут быть задействованы в строительной сфере, медицине и игровой индустрии. На то, что ранее требовалось часы или даже дни, в настоящий момент посредством 3D-сканера необходимы лишь считанные секунды.

Принцип работы и преимущества

3D-сканер исследует физический предмет и воссоздает его точную цифровую модель. Современные 3D-сканеры могут выглядеть как ручной прибор небольшого размера, либо быть стационарным устройством, использующим в качестве подсветки лазер или специальную лампу, чтобы увеличить точность измерений. Принцип работы определяется используемой технологией, однако в любом случае данное устройство имеет дело с определением расстояния до сканируемого предмета.

Сканер исследует расстояние до объекта, задействуя две встроенные камеры и подсветку. С помощью этих «глаз» прибор измеряет расстояние до объекта в разных точках, а затем сопоставляет полученные от камер картинки. Все измеренияз аписываются, после чего проводится анализ и на экран уже выводится готовая цифровая модель. Сканирование может осуществляться и лазерным лучом, который перемещается над поверхностью предмета и измеряет расстояние в конкретной точке. Таким способом записываются координаты всех измеряемых точек, что открывает возможность для создания трехмерной компьютерной модели.

Пользователь может оперировать самим процессом сканирования, устанавливая разрешение и соответствующие области, где требуется более высокая детализация. Современные 3D-сканеры уже научились обеспечивать точность получаемых трехмерных моделей вплоть до нескольких десятков или даже сотен микрометров. Причем имеется возможность сканировать объект с передачей не только его формы, но и цвета. В результате, существенно упрощается процесс создания трехмерных макетов – они создаются не только в короткие сроки, но и с очень высокой детализацией. Кроме того, полученное трехмерное изображение всегда можно открыть в редакторе и осуществить дополнительное редактирование по своему усмотрению.

Разные модели сканеров характеризуются различными параметрами и возможностями, но все они находят применение в тех случаях, когда нужно максимально быстро и точно зарегистрировать форму предмета. Преимущество подобных приборов на практике обеспечивается не только существенным упрощением процесса получения 3Dмакетов и, как следствие, экономией времени, но и возможностью работы со сложными деталями и элементами.

Классификация

Все приборы подобного рода делятся на две большие группы:

— Контактные сканеры

Такие приборы используют, как ни трудно догадаться, контактный способ сканирования, то есть они исследуют сканируемый предмет буквально на ощупь, записывая соответствующие координаты. Для этого в их конструкции предусмотрено наличие  специального высокочувствительного щупа. Контактные сканеры обладают такими несомненными плюсами, как высокая детализация, независимость от световых условий, возможность сканирования призматической части объекта. В то же время они довольно медленные в работе и во время сканирования возникает риск повреждения каких-либо хрупких предметов.

— Бесконтактные сканеры

Здесь применяется бесконтактный способ сканирования. Такие приборы бывают активными и пассивными. Активные устройства сами излучают специальные волны, после чего обнаруживают их отражение и анализируют для получения компьютерной модели. В качестве такого излучения может использоваться рентген, ультразвук или световые потоки. Например, рентгеновские лучи и ультразвук используются в сканерах, используемых в медицинских целях. Пассивные приборы не формируют никакого излучения, а лишь обнаруживают отраженное от объекта окружающее излучение. Например, свет. В целом, бесконтактные сканеры отличаются экономичностью, привлекательной технологией сканирования и возможностью использования вне помещений с различной степенью освещенности.

Технологии сканирования

К текущему моменту наибольшее распространение получили две технологии 3D-сканирования:

— Лазерная

В данном случае устройства основаны на действии лазера. При использовании таких приборов на сканируемый объект, в определенных его точках наносятся особые светоотражающие маркеры, что позволяет обеспечить более высокую точность сканирования. Преимущество лазерных устройств состоит как раз в очень высокой точности создаваемых моделей. Однако лазерные приборы используются для сканирования исключительно статичных объектов и фактическине могут быть задействованы для получения моделей подвижных предметов (в этом случае процесс сканирования отнимает очень много времени). Благодаря тому, что лазерные сканеры дают возможность воссоздать невероятно точную модель, они применяются в разнообразных промышленных сферах, в частности, в машиностроении.

— Оптическая

Лазерные сканеры оказываются практически бесполезными, когда требуется отсканировать объекты, находящиеся в движении. Например, осуществить сканирование человеческого тела для медицинских задач. И тут на помощь приходят оптические приборы. Они осуществляют процесс сканирования предмета путем проецирования на него линий, формирующих своеобразный узор. Данные о поверхности предмета содержатся в искажениях формы проецируемой трехмерной картинки.

Оптические устройства могут похвастаться высокой скоростью работы. Это автоматически устраняет проблему искажения компьютерной модели в случае движения сканируемого объекта. Кроме того, здесь не требуется наносить на предмет специальные метки. То есть оптические сканеры могут с успехом применяться для сканирования подвижных предметов или человеческого тела. Несмотря на то, что оптические приборы уступают по точности создания 3D моделей лазерным аналогам, они характеризуются большей универсальностью. В то же время и у них есть свои минусы. В частности, оптические устройства не способны осуществлять сканирование предметов с зеркальными или блестящими поверхностями.

Области применения

Получение 3D моделей отдельных объектов или предметов является очень важной задачей для многих сфер деятельности человека. Можно перечислить лишь несколько ключевых областей, где 3D-сканеры находят широкое применение:

— Дизайн: создание трехмерного макета, на основе которого можно будет получить серийное изделие, изготовление дизайнерской упаковки, а также возможность получения и исследования формы объекта с ее последующей доработкой.

— Медицина: возможность создания трехмерных моделей суставов, строений кости и отдельных органов человеческого тела, планирование операционных манипуляций, проектирование разнообразной анатомической обуви и ортопедических конструкций.

— Реверс-инжиниринг: получение точной компьютерной модели предметов, которых требуется воссоздать.

— Архитектура:3D-сканеры могут применяться для сканирования на заказ различных архитектурных деталей и элементов, например, колонн, статуй и декораций.

— Индустрия развлечений: получение анимационных моделей для игр и фильмов, возможность создания цифрового мультимедиа контента, основанного непосредственно из концептуальной модели разработчика. Это актуально, прежде всего, для видеоигр и разработки игровых персонажей, навеянных творческой фантазией.

— Строительная промышленность: получение чертежей мостов и сооружений в трехмерном исполнении, реконструкция автомобильных трасс и магистралей.

— Контроль качества продукции: проверка соответствия создаваемой продукции установленным требованиям и техническим нормам.

— Музейное дело и сохранение культурного наследия: точное восстановление формы устаревших скульптур или памятников для их последующей реконструкции, возможность организации виртуальных музейных экскурсий, сканирование старинных, антикварных предметов.

— Архивирование: создание цифрового архива прототипов изделий.

— Киноиндустрия: получение цветной трехмерной модели человека.

Итак, использование столь технологичного прибора, как 3D-сканер, может облегчить деятельность человека во многих сферах. Это динамично развивающаяся технология, которая предоставляет уникальные возможности – от планирования медицинских операций и создания объемного дизайн-макета до контроля качества создаваемых изделий. 3D-сканеры требуются во всех случаях, когда нужно определить форму предмета с большой точностью и в минимально короткие сроки.

www.fotokomok.ru

Сканеры — реферат

     Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Сканирование производится лицевой стороной вверх. Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией "устранения перегиба" книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

     Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

     Барабанные сканеры — Барабанные сканеры, по светочувствительности, значительно превосходящие потребительские планшетные устройства, применяются исключительно в полиграфии, где требуется высококачественное воспроизведение профессиональных фотоснимков. Разрешение таких сканеров обычно составляет 8000-11000 точек на дюйм и более.

     В барабанных сканерах оригиналы размещаются  на внутренней или внешней (в зависимости  от модели) стороне прозрачного барабана. После монтажа оригинала барабан приводится в движение. За один его оборот считывается одна линия пикселей, так что процесс сканирования очень напоминает работу токарно-винторезного станка. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) сфокусированный луч света попадает на расщепляющую систему (призму или блок зеркал) и через три светофильтра попадает на светочувствительные элементы - фотоэлектронные умножители.

     В качестве точечного источника света  используются галогенные или ксеноновые лампы мощностью 30-75 Вт, т.к. они сочетают высокую интенсивность излучения с достаточно равномерным распределением мощности во всем диапазоне спектра излучения.

     Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

     Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

     3D-сканеры — устройства, анализирующие физический объект, и c помощью полученных данных, создающие 3d модель. Они используются для инженерного анализа, контроля, дизайна, в играх и развлечениях (создание цифровых моделей персонажей), в медицине и других сферах.

     Трехмерное  или 3D-сканирование – это процесс перевода физической формы реального объекта в цифровую форму, т.е. получение трехмерной компьютерной модели объекта.

     Для того, чтобы сканер «привязался» к  сканируемому объекту, на объект перед  сканированием наклеиваются специальные  индексные метки-привязки. Совокупность этих меток формирует уникальную, связанную с объектом систему координат, в которых строится поверхность. В случае с оптическим сканером эти точки служат для склейки отдельных сканов между собой.

     Все блестящие, зеркальные или прозрачные поверхности объекта покрываются антибликовым составом, создающим белую матовую поверхность пригодную для оптического или лазерного 3D-сканирования.

     На  выходе со сканера получают треугольную  полигональную модель объекта.

     3D-сканеры  делятся на два типа по методу сканирования:

Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.

Контактные 3D сканеры построены по принципу обвода модели специальным высокочувствительным щупом, с помощью него в компьютер  передаются трехмерные координаты сканируемой модели.

Бесконтактный.

Неконтактные  устройства в свою очередь можно  разделить на две отдельные категории:

Активные  сканеры

Пассивные сканеры

Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (свет, луч лазера, ультразвук или рентгеновские лучи) и обнаруживают их отражение для анализа.

Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступное окружающее излучение.

     Ультразвуковые  сканеры (УЗИ-сканеры) – используются в медицине для исследования внутренних органов человека.

     Работа  УЗИ - сканера основывается на том, что  ультразвуковые колебания при распространении  подчиняются законам геометрической оптики. Любая среда, в том числе и ткани организма, препятствует распространению ультразвука, то есть обладает различным акустическим сопротивлением, величина которого зависит от их плотности и скорости ультразвука.

     Достигнув границы двух сред с различным  акустическим сопротивлением, пучок  ультразвуковых волн претерпевает существенные изменения: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, в той или иной степени поглощаясь ею, другая — отражается. Коэффициент отражения зависит от разности величин акустического сопротивления граничащих друг с другом тканей: чем это различие больше, тем больше отражение и, естественно, больше амплитуда зарегистрированного сигнала, а значит, тем светлее и ярче он будет выглядеть на экране аппарата. Полным отражателем является граница между тканями и воздухом.  

     3.1 Характеристики сканеров. 

     Вид оригинала. Сканирование может осуществляться в проходящем свете (для оригиналов на прозрачной подложке) или отраженном (для оригиналов на непрозрачной подложке). Сканирование негативов отличается особой сложностью, поскольку этот процесс не сводится к простому инвертированию градаций цвета от негатива до позитива. Чтобы точно оцифровать цвет в негативах, сканер должен компенсировать цветную фотографическую вуаль на оригинале. Есть несколько способов решения этой проблемы: аппаратная обработка, программные алгоритмы перехода от негатива к позитиву или справочные таблицы для конкретных типов фотопленки.

     Оптическое разрешение. – Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм — dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.

     Скорость работы. – В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.

     Глубина цвета. – Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.

     Динамический  диапазон – характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни в тенях оригинала. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер еще отличает от полной темноты. Все оттенки оригинала темнее этой границы сканер не сможет различить.

     Пакетная  обработка: это сканирование нескольких оригиналов одновременно, с сохранением каждого изображения в отдельном файле. Программа пакетной обработки позволяет без участия оператора выполнить сканирование определенного числа оригиналов, обеспечивая автоматическое переключение режимов сканирования и сохранение отсканированных файлов.

     Диапазон  масштабирования: это интервал величин изменения масштаба оригинала, который может быть выполнен во время сканирования. Он связан с разрешающей способностью сканера: чем выше значение максимального оптического разрешения, тем больше коэффициент увеличения исходного изображения без потери качества.

   По  типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

1. Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT- или COM-порту Эти интерфейсы самые медленные. Возможно появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.
2. Сканеры с интерфейсом USB Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом.
3. Сканеры со SCSI-интерфейсом, с собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.
4. Сканеры с современным интерфейсом FireWire(IEEE 1394) специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели представлены на рынке относительно недавно.

     3.2 Программное обеспечение. 

   После сканирования полученная цифровая информация требует обработки для приведения отсканированного изображения в  нужный вид.

   Создано много прикладных программ при помощи которых можно корректировать полученные при сканировании изображения, для приведения их в необходимый для дальнейшего использования вид. Наверное, самая известная из них это Adobe Photoshop, которая имеет огромное количество различных инструментов для работы с изображениями. Также нужно назвать ACDSee, Microsoft PfotoEditor (встроенную в Microsoft Offise), Raster Desh, Raster ID, Spotlight.

   Для преобразования отсканированных бумажных документов в электронные форматы  для последующего редактирования –  системы распознавания текста: ABBYY FineReader, OCR CuneiForm, Readiris, Microsoft Office Document Imaging.

   Для редактирования объемных изображений  используются программы StudioMAX, Maya, Rhinoceros, SolidWorks и другие пакеты 3d моделирования. 

     3.3 Производители. 

     На  мировом рынке представлено достаточно большое число фирм-производителей сканеров. Наиболее популярные модели производят Hewlett-Packard, Agfa, Canon, Mustek, Epson.

     3D-сканеры производят Z Corporation, Contex, Artec Group.

     УЗИ-аппаратуру производят ОАО «Уральский приборостроительный завод» (РФ), «Prosound» (Япония), «Siemens» (Германия), Mindray (Китай) и др. 

      4. Типовая инструкция по охране труда

(При проведений занятий в кабинетах Вычислительной техники)  

     4.1 Общие требования безопасности. 

     Использование вычислительной техники в учебном процессе связано со значительной умственной,  эмоциональной, зрительной и статистической нагрузками, которые постоянно испытывает обучаемый , работа с компьютером. 

1  Инструкция  вычислительной  техники должна обеспечивать защиту от ионизирующих и неионизирующих излучений. Рентгеновские излучение от дисплея не должно превышать 100 мкР/ч расстоянии 5 см от экрана и каждой сторон корпуса, напряженность электростатического поля должна превышать 15 кВ/м. 

2  Обучение студентов и учащихся работе на вычислительной технике следует проводить в специально оборудованных кабинетах ВТ. Помещение кабинетов должно быть светлым, сухим и теплым. Полы делают ровными, плотными. Должны иметь не скользкую  поверхность и содержатся в чистоте. Для полов должны использоваться  покрытие  поливинилхлоридное, поливинилхлоридный антистатический материал.  

3  Радиаторы и трубопроводы отопительной и водопроводной системы оборудуются    диэлектрическими  (деревянными и т.д.) ограждениями. Нельзя применять ограждение из плит ДСП, слоистого бумажного пластика.

        Помещения для кабинетов ВТ  рекомендуется выбирать с ориентацией   на север, северо-восток, севера - запад, окна должны иметь светоизолирующие  устройства: жалюзи, шторы.

        Площадь кабинетов ВТ должна принимать из расчета 5.0 кв.м на одно рабочее место студента.  В кабинетах ВТ должны быть оборудованы на видном месте « Уголки по технике безопасности», которые должны содержать инструкции по охране труда, правила пожарной безопасности, план  эвакуации на случай  пожара, здесь же целесообразно разместить аптечку и средства пожаротушения.

myunivercity.ru

Что такое 3D сканер? Сферы применения и причины популярности

Продвинутый пользователь, имеющий 3D принтер Picaso или любую другую модель, наверное, уже слышал о том, что на рынке высокотехнологичных устройств есть и такие приборы как 3D сканеры. Для тех, кто не знает что это за аппараты, наша статья.

Определение 3D сканера

3D сканеры представляют устройства, предназначенные для сканирования физических объектов и их точного последующего воспроизведения. Простыми словами, трехмерный сканер делает с объектом то же самое, что 2D сканер, который сканирует изображение на листе бумаги и переносит его на компьютер. Только в случае с 3D принтерами сканируется реальный объект, а на монитор передается объемная модель. Современные модели пространственных сканеров могут иметь вид небольших портативных устройств или серьезных стационарных аппаратов, которые имеют специальные лампы или лазеры для осуществления подсветки. Разброс качества передачи изображения в них может существенно отличаться. Это то же самое, если сравнивать возможности построения моделей двух печатающих трехмерных аппаратов — 3D принтера makerbot replicator и маленького дешевого бытового принтера.

При сканировании точность передачи изображения двух приборов может отличаться на порядок и изменяться от 10 до 100 микрон, эта величина зависит от типа прибора и его возможностей. Кроме этого, сканеры могут передавать изображение с полной цветовой гаммой или переносить только формы поверхности. Кроме различия в качестве получаемого изображения и в функционале, сканеры можно разделить на контактные и бесконтактные, то есть те, которые контактируют непосредственно с объектом или сканируют его на некотором, иногда до нескольких километров, расстоянии.

Преимущества

Если анализировать общие преимущества всех сканеров, то необходимо отметить:

• Максимальную точность сканирования объектов. Воспроизводятся даже самые мелкие его детали.
• Скорость сканирования максимальная— от нескольких секунд до нескольких минут.
• Сканер можно размещать в разных пространственных положениях. Это особенно важно для получения объемных моделей больших предметов (домов, памятников и т.д.).

Если анализировать преимущества контактных и бесконтактных моделей, то первые:

• Качественно сканируют вне зависимости от освещения.
• Максимально точны в работе.
• Просты в управлении.

Бесконтактные приборы могут снимать на больших расстояниях, не контактируя с предметом, и более энергоэкономичные в использовании.

Из недостатков всех сканеров отметим невозможность качественного сканирования движущихся объектов, а также плохое качество изображения объектов, имеющих блестящую или прозрачную поверхность.

Область применения

Возможности сканеров запечатлеть с максимальной точностью форму практически любого объекта, обеспечили им применение в разных сферах жизни человека. Они используются в медицине для сканирования мозга, опорно-двигательного аппарата, сердца, а также для поиска опухолей. В производстве 3D сканирование незаменимо в реверс-инжениринге, а в строительстве для контроля качества, реконструкции автотрасс и в определении пустот под землей.

ЗD сканеры давно используют в индустрии развлечений, а конкретно, при создании фильмов. Вместо того чтобы кропотливо воссоздавать пространственную модель на компьютере, работники киноиндустрии лепят физический объект и сканируют его. Иногда лепить ничего не надо — находится реальный физический объект, который сканируется, и полученная модель переносится на монитор. Такими действиями экономятся время и деньги.

поделиться с друзьями:

wd-x.ru

Реферат: "Оборудование для 3D сканирования"

Выдержка из работы

УДК 681. 9, 681. 7, 004. 35оборудование для 3d сканированияЛысыч М.н., Шабанов М. Л., романов В.В.ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», Воронеж,e-mail: miklynea@yandex. ruПриведена история возникновения объемных измерительных систем и основные области их применения в современном обществе. Дана классификация объемных измерительных систем. В соответствии с используемой классификацией, приведены примеры оборудования с техническими характеристиками и областями применимости. на основе приведенных данных представлен сравнительный анализ различных систем объемного сканирования по их точности.Ключевые слова: 3D сканирование, оборудование, 3D сканеры, координатно-измерительные машины, точностьTHE EQUIPMENT FOR 3D SCANNINGS Lysych M.N., Shabanov M.L., Romanov V.V.«Voronezh state forest technical academy», Voronezh, e-mail: miklynea@yandex. ruThe history of occurrence of volume measuring systems and the basic areas of their application in a modern society is resulted. Classification of volume measuring systems is given. According to used classification, examples of the equipment with technical characteristics and applicability areas are resulted. On the basis of the resulted data the comparative analysis of various systems of volume scanning in their accuracy is presented.Keywords: 3D scanning, the equipment, 3D scanners, koordmatno-measuring machines, accuracyИзобретателем пространственных измерительных систем принято считать Леонардо да Винчи, на эскизах которого, хранящихся в Лувре, можно видеть раздвижные мачты «мерила», установленные на телеге, в которую запряжена четверка лошадей. Двое рабов вращают ворот механизма наведения, рядом с повозкой стоит счетовод, вычисляющий координаты крайней точки верхней мачты. Разумеется, ни о каком практическом использовании этого устройства в то время не могло быть и речи: более простые средства измерения обеспечивали на порядки большую точность.Второе рождение объемных измерительных систем произошло в конце 20 века, когда уровень технологий позволил начать производство достаточно точных координатных машин с достаточно низкой себестоимостью.Можно выделить два основных метода используемых в системах объемного сканирования — контактный и бесконтактный.На данный момент наиболее широко применяются измерительные системы с бесконтактными лазерными датчиками, заменившими контактные сенсоры, и цифровая фототехника, позволяющая более точно сканировать объекты и получать текстурную модель.Лазерные трехмерные сканеры работают как с мелкими, так и с очень крупными объектами, что также расширяет область их применения в самых различных отраслях.Широкое применение объемные измерительные системы нашли прежде всего в инженерии. Вопросы проектирования, контроля и инспектирования объектов — это их основные области деятельности. Они применяются на этапах изготовления объемных макетов, испытания и доводки с последующим выпуском соответствующей документации.Технологии 3D сканирования также применяются в строительстве, архитектуре, медицине, киноиндустрии, музейном деле, промышленном дизайне и в индустрии развлечений, например, при создании компьютерных игр.С помощью трехмерного сканирования можно оцифровывать культурное наследие, археологические объекты, предметы искусства. Широкое применение трехмерное сканирование нашло в медицинском протезировании и цифровом архивировании [1].Приведем классификацию объемных измерительных систем на рис. 1.Ручной 3D сканер ZScanner 700 (рис. 2, а) позволяет с легкостью сканировать различные предметы, обходя и снимая их со всех сторон. 3D сканер работает как обычная видеокамера, снимая при этом трехмерные поверхности со скоростью до 15 поверхностей в секунду. Поэтому процесс сканирования объектов становится исключительно простым — необходимо обойти и отснять объект с различных ракурсов. В дальнейшем все эти поверхности объединяются в единую модель с помощью специального программного обеспечения [2].Станночарчнг КИМ Чобшьнь к оптнч/с к и?г 1грбопрнш& lt-?6а&gt-1 скап*рыРис. 1. Классификация оборудования для 3D сканированияОптическая система оцифровки и измерений ATOSII (рис. 2, б) позволяет за короткое время с высокой точностью оцифровать объект с поверхностью любой сложности и получить его компьютерную модель. Системы применяется в автомобилестроении, турбостроении, авиастроении и аэрокосмической промышленности (оцифровка наружной поверхности, интерьера и отдельных компонентов), а также в разработках для производства бытовой техники и в медицине [2].Мобильная координатно-измерительная машина FARO EDGE (рис. 3, а) сочетает высокую мобильность, точность и универсальность при сравнительно невысокой цене и малом весе. Улучшенная конструкция балансира и правильное распределение веса элементов «руки» позволяют оператору работать эффективнее.Помимо температурных датчиков, которые вносят корректировки в результат измерения, имеются датчики сдвига. Они позволяют правильно установить КИМ для измерений.Встроенный сенсорный компьютер, с интегрированным интуитивно простым программным обеспечением, позволяет проводить несложные геометрические измерения без использования ноутбука или стационарного компьютера [3].Компактные координатно-измеритель-ные машины TESA MICRO-HITE (рис. 3, б) имеют ряд уникальных особенностей. Занимая среднее положение между ручным инструментом и традиционными КИМ они позволяют обеспечить высокую точность и универсальность значительно сэкономив на сложном роботизированном приводе [4].Рис. 3. Координатно-измерительные машины с ручным приводом: а — мобильная координатно-измерительная машина FARO EDGE- б — компактная координатно-измерительная машина TESA MICRO-HITEКИМ-750 производства ООО «Лапик» (рис. 4) обладает самой высокой точностью среди аналогов. Она занесена в список НАТО как потенциально опасная технология двойного назначения.Конструкция КИМ обеспечивает шесть степеней свободы рабочего органа, шесть одновременно и согласовано управляемых осей перемещения. Жесткость конструкциипревосходит аналоги в 5 раз. Измерительная система отделена от силовой, что обеспечивает долговременную стабильность характеристик в повышении точности измерений [5].На рис. 5 представлен сравнительный анализ точности различных систем сканирования и универсального цифрового измерительного инструмента.Рис. 4. Координатно-измерительная машина КИМ-750 производства ООО «Лапик»«3» Л Стационарная НИМ^Щ^Н Стационарная ручная НИМ ЛМобильная КИМ 1 ж'- Мобильны й оптический сканер ар V¦ Ручной оптический снжнер11 Цифровоймикрометр *1 Цифровой штйнген цирку/1 Ос---- '- & quot-

0,01 0,02 0,03Точность измерения, мм0,0 & lt-!0,05Рис. 5. Сравнительный анализ точности различных систем сканирования и универсального цифрового измерительного инструментаСистемы объемного сканирования могут решать измерительные задачи любой сложности в машиностроении, архитектуре, медицине и множестве других областей.Уникальные возможности обеспечивают измерение объектов очень больших размеров и сложной формы, позволяют создавать математические модели объектов, с возможностью их хранения, анализа и измерения.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. 3D-сканирование в интересах 3D-моделирования [Электронный ресурс] / URL: http: //www. comprice. ru/articles/detail. php? ID=40 134 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17. 06. 2014)2. Обзор производителей оптических измерительных систем и их продукции: часть I [Электронный ресурс]. -URL: http: //mastermodel. ru/articles/obzor-proizvoditeley-opticheskih-izmeritelnyh-sistem-i-ih-produkcii-chast-i. — Загл. с экрана. (дата обращения: 17. 06. 2014).3. Мобильные координатно-измерительные машины серии FARO Edge Arm [Электронный ресурс] / URL: http: // www. tesis. com. ru/equip/kimfaro/edge. php — Загл. с экрана. (дата обращения: 17. 06. 2014).4. TESA MICRO-HITE 3D [Электронный ресурс]. — URL: http: //www. soyuzcom. ru/index. php? page= catalog& amp-tid=100 035 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17. 06. 2014).5. КИМ 750 ООО «Лапик» [Электронный ресурс] / URL: http: //www. lapic. ru/prod/models/?m1=2 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17. 06. 2014).

referat.bookap.info

Смотрите также

• 
  Реферат электронное правосудие
• 
  Электрохимические установки реферат
• 
  Семейное предпринимательство реферат
• 
  Постхолецистэктомический синдром реферат
• 
  Мукай элебаев реферат
• 
  Биография солона реферат
• 
  Аскарида человеческая реферат
• 
  Реферат эрнест резерфорд
• 
  Реферат про нобеля
• 
  Реферат межреберная невралгия
• 
  Резерфорд эрнест реферат