Presnosť a rozlíšenie pri 3D skenovaní

obsah: ČO JE TO PRESNOSŤ A ROZLÍŠENIE | AKO CHÁPAŤ PRESNOSŤ 3D SKENERA | ROZLÍŠENIE PRI 3D SKENOVANÍ | VZŤAH MEDZI ROZLÍŠENÍM A PRESNOSTÍ | ZHRNUTIE

ČO JE TO PRESNOSŤ A ROZLÍŠENIE?

Vo svete 3D skenovania sú pojmy „presnosť“ a „rozlíšenie“ radené k tým najdôležitejším parametrom. Často sú tieto dva pojmy zamieňané, alebo chápané ako jeden. V tomto článku sa pozrieme podrobnejšie na to, čo každý pojem znamená av čom je dôležitý. Vo výsledku spolu tieto kľúčové parametre veľmi úzko súvisia. Pri výbere 3D skenera je však dôležité chápať tieto termíny oddelene.

AKO CHÁPAŤ PRESNOSŤ 3D SKENERA?

Presnosť zariadenia, v tomto prípade 3D skenera, stanovuje výrobca. Výrobca je schopný na základe použitej technológie určiť, s akou presnosťou je daný 3D skener schopný vytvoriť 3D sken v digitálnej podobe. Výsledná presnosť vychádza z použitej technológie v zariadení a zo spôsobu, ako zariadenie sníma daný predmet. Užívateľ nepotrebuje vedieť, aké kamery a komponenty dané zariadenie používa, pretože výrobca garantuje výslednú presnosť. Pri skúmaní presností sa môžete stretnúť s troma možnými pomenovaniami. Rôzni výrobcovia uvádzajú pre presnosť nerovnaké, zdanlivo zameniteľné označenia. V skutočnosti je však v každom z nich na presnosť pozerané z iného uhla. Veľmi odporúčame venovať týmto charakteristikám pri výbere zariadenia zvýšenú pozornosť. Môžeme sa stretnúť s:

• Presnosť od (V letákoch a katalógoch sa najčastejšie udáva presnosť od. Nasnímaný 3D model teda môže byť vytvorený v počítači po 3D skenovaní s chybou od uvedenej hodnoty. Z tejto presnosti však nie sme schopní zistiť, s akou najhoršou chybou daný diel môže byť nasnímaný.)
• Presnosť na jednu snímku (3D skener vytvorí 3D model dielu z jedného pohľadu. Uvedená presnosť zaručuje, že jeden tento snímok bude vytvorený s udanou presnosťou. K celému naskenovaniu dielu je však potreba X snímok. Aká bude výsledná presnosť pri zlúčení všetkých snímok do jedného celku? Z tohto spôsobu určenie presnosti nie je možné určiť výslednú presnosť skenovania.)
• Objemová presnosť (Výrobca vykoná testy 3D skenovania. V určitom priestore skúša skenovať artefakt a zistiť tak maximálne možné odchýlky. Po testoch je teda schopný garantovať, že prípustná odchýlka na danú veľkosť je X,xx mm. Výsledný sken sa teda môže pohybovať v presnosti až do X mm.)

ROZLÍŠENIE PRI 3D SKENOVANÍ

Najčastejším výstupom z 3D skenera je mračno bodov, alebo polygónová sieť (tvorí povrch skenovaného objektu).

• Pri mračná bodov pojem rozlíšenie znamená, ako ďaleko od seba vytvárané body v priestore ležia.
• Rozlíšenie polygónovej siete určuje, aké veľké budú trojuholníky tvoriace finálne 3D sken. Podľa zadaného rozlíšenia skenovací program vytvorí polygónovú sieť tak, aby každý trojuholník mal dĺžku hrán X mm.

Vďaka rozlíšeniu sme teda schopní určiť, aký detailný sken chceme vytvoriť. Čím väčšia hodnota rozlíšenia, tým menej trojuholníkov na 3D skene vznikne. Čím menšiu hodnotu rozlíšenia nastavíme, tým viac bude mať finálny sken trojuholníkov a bude tak detailnejší.

Hodnota rozlíšenia výrazne ovplyvňuje dĺžku skenovania, dobu výpočtov a výslednú veľkosť 3D skenu v MB. Odporúčame zvoliť rozlíšenie tak, aby na skene boli spoľahlivo vidieť potrebné detaily, ale nebolo prehnane jemné. Ako na to? Pozrieme sa, aký najmenší detail potrebujeme na diele zachytiť. Pokiaľ by sa napríklad jednalo o rádius R4, tak pre kvalitnú reprezentáciu by na povrchu rádiusu mali vzniknúť aspoň 4 trojuholníky. Teda rádius 4mm: 4 trojuholníky = rozlíšenie 1mm.

VZŤAH MEDZI ROZLÍŠENÍM A PRESNOSTÍ

Všeobecne teda spolu hodnoty „presnosť“ a „rozlíšenie“ nesúvisia. Oba parametre vyjadrujú inú charakteristiku 3D skenu. Pokiaľ však nastavíme zlé rozlíšenie (príliš málo trojuholníkov), tak výsledný 3D sken bude málo detailný a zhorší sa aj presnosť 3D skenu. Vrcholy trojuholníkov však ležia v udanej presnosti zariadenia na povrchu skenovaného predmetu. Iba vďaka malému počtu trojuholníkov je detailnosť znížená a vznikajú veľké odchýlky od povrchu. Nie je to však spôsobené nepresnosťou 3D skenera.

Ktorý 3D sken je presnejší? Žiadny. Presnosť je rovnaká, líšia sa len rozlíšenia.

ZHRNUTIE

Ako sme si v článku popísali, presnosť výsledného 3D skenu je podmienené vonkajšími podmienkami a dodržaním správnej metodiky 3D skenovania. Zníženie presnosti je vždy spôsobené chybou operátora. Napríklad zle umiestňujeme pozičné body, diel vibruje počas 3D skenovania (pozičné body sú okolo neho) a ďalšie.

Rozlíšením ovplyvňujeme počet trojuholníkov, ktoré tvoria výsledný 3D sken. Zle zvolené rozlíšenie môže nepriamo ovplyvniť aj presnosť výsledného 3D skenu.