Přesnost a rozlišení při 3D skenování

Obsah: CO JE TO PŘESNOST A ROZLIŠENÍ | JAK CHÁPAT PŘESNOST 3D SKENERU | ROZLIŠENÍ PŘI 3D SKENOVÁNÍ | VZTAH MEZI ROZLIŠENÍM A PŘESNOSTÍ | SHRNUTÍ

CO JE TO PŘESNOST A ROZLIŠENÍ?

Ve světě 3D skenování jsou pojmy „přesnost“ a „rozlišení“ řazeny k těm nejdůležitějším parametrům. Často jsou tyto dva pojmy zaměňovány, nebo chápány jako jeden. V tomto článku se podíváme podrobněji na to, co každý pojem znamená a v čem je důležitý. Ve výsledku spolu tyto klíčové parametry velmi úzce souvisí. Při výběru 3D skeneru je však důležité chápat tyto termíny odděleně.

JAK CHÁPAT PŘESNOST 3D SKENERU?

Přesnost zařízení, v tomto případě 3D skeneru, stanovuje výrobce. Výrobce je schopen na základě použité technologie určit, s jakou přesností je daný 3D skener schopen vytvořit 3D sken v digitální podobě. Výsledná přesnost vychází z použité technologie v zařízení a ze způsobu, jak zařízení snímá daný předmět. Uživatel nepotřebuje vědět, jaké kamery a komponenty dané zařízení používá, jelikož výrobce garantuje výslednou přesnost. Při zkoumání přesností se můžete setkat se třemi možnými pojmenováními. Různí výrobci uvádí pro přesnost nestejná, zdánlivě zaměnitelná označení. Ve skutečnosti je však v každém z nich na přesnost nahlíženo z jiného úhlu. Velice doporučujeme věnovat těmto charakteristikám při výběru zařízení zvýšenou pozornost. Můžeme se setkat s:

• Přesnost od (V letácích a katalozích se nejčastěji udává přesnost od. Nasnímaný 3D model tedy může být vytvořen v počítači po 3D skenování s chybou od uvedené hodnoty. Z této přesnosti však nejsme schopni zjistit, s jakou nejhorší chybou daný díl může být nasnímán.)
• Přesnost na jeden snímek (3D skener vytvoří 3D model dílu z jednoho pohledu. Uvedená přesnost zaručuje, že jeden tento snímek bude vytvořen s udanou přesností. K celému naskenování dílu je však potřeba X snímků. Jaká bude výsledná přesnost při sloučení všech snímků do jednoho celku? Z tohoto způsobu určení přesnosti není možné určit výslednou přesnost skenování.)
• Objemová přesnost (Výrobce provede testy 3D skenování. V určitém prostoru zkouší skenovat artefakt a zjistit tak maximální možné odchylky. Po testech je tedy schopen garantovat, že přípustná odchylka na danou velikost je X,xx mm. Výsledný sken se tedy může pohybovat v přesnosti až do X mm.)

ROZLIŠENÍ PŘI 3D SKENOVÁNÍ

Nejčastějším výstupem z 3D skeneru je mračno bodů, nebo polygonová síť (tvoří povrch skenovaného objektu).

• U mračna bodů pojem rozlišení znamená, jak daleko od sebe vytvářené body v prostoru leží.
• Rozlišení polygonové sítě určuje, jak veliké budou trojúhelníky tvořící finální 3D sken. Dle zadaného rozlišení skenovací program vytvoří polygonovou síť tak, aby každý trojúhelník měl délku hran X mm.

Díky rozlišení jsme tedy schopni určit, jak detailní sken chceme vytvořit. Čím větší hodnota rozlišení, tím méně trojúhelníků na 3D skenu vznikne. Čím menší hodnotu rozlišení nastavíme, tím více bude mít finální sken trojúhelníků, a bude tak detailnější.

Hodnota rozlišení výrazně ovlivňuje délku skenování, dobu výpočtů a výslednou velikost 3D skenu v MB. Doporučujeme zvolit rozlišení tak, aby na skenu byly spolehlivě vidět potřebné detaily, ale nebylo přehnaně jemné. Jak na to? Podíváme se, jaký nejmenší detail potřebujeme na díle zachytit. Pokud by se například jednalo o rádius R4, tak pro kvalitní reprezentaci by na povrchu rádiusu měly vzniknout alespoň 4 trojúhelníky. Tedy rádius 4mm : 4 trojúhelníky = rozlišení 1mm.

VZTAH MEZI ROZLIŠENÍM A PŘESNOSTÍ

Obecně tedy spolu hodnoty „přesnost“ a „rozlišení“ nesouvisí. Oba parametry vyjadřují jinou charakteristiku 3D skenu. Pokud však nastavíme špatné rozlišení (příliš málo trojúhelníků), tak výsledný 3D sken bude málo detailní a zhorší se i přesnost 3D skenu. Vrcholy trojúhelníků však leží v udané přesnosti zařízení na povrchu skenovaného předmětu. Pouze díky malému počtu trojúhelníků je detailnost ponížena a vznikají velké odchylky od povrchu. Není to však způsobeno nepřesností 3D skeneru.

Který 3D sken je přesnější? Žádný. Přesnost je stejná, liší se jen rozlišení.

SHRNUTÍ

Jak jsme si v článku popsali, přesnost výsledného 3D skenu je podmíněno vnějšími podmínkami a dodržením správné metodiky 3D skenování. Snížení přesnosti je vždy způsobeno chybou operátora. Například špatně umísťujeme poziční body, díl vibruje během 3D skenování (poziční body jsou kolem něj) a další.

Rozlišením ovlivňujeme počet trojúhelníků, které tvoří výsledný 3D sken. Špatně zvolené rozlišení může nepřímo ovlivnit i přesnost výsledného 3D skenu.