Zdroje svetla 3D skenerov

Základným princípom 3D skenovania je projekcia svetelného obrazca alebo laserových krížov na povrch skenovaného objektu a zachytenie tejto projekcie pomocou kamery alebo viacerých kamier. V počítači sa pomocou triangulácie vytvára veľké množstvo bodov, z ktorých sa rekonštruuje polygónová sieť. To je zjednodušene k základnému princípu a teraz sa bližšie pozrieme na jednotlivé zdroje svetla 3D skenerov.

Štruktúrované svetlo

Štruktúrované svetlo môže mať bielu alebo modrú farbu. Výhodou využitia štruktúrovaného svetla je možnosť rýchlejšieho skenovania, zachytenia textúry objektu. U stacionárnych skenerov zaistí vyššie detaily naskenovaného objektu. Nevýhodou je problematické skenovanie vo vonkajších alebo v veľmi osvetlených priestoroch a horšia kvalita skenovania tmavých a lesklých povrchov. Najčastejšie svetelné vzory sú fázový posun, svetelné pruhy a projekcia bodov.

Fázový posun

Princíp spočíva v premietaní svetla, ktoré má priebeh sínusovej krivky viď Obrázok 1. Každé premietanie je vždy posunuté o nejakú časť. Posunutím sa vytvára radu gradientných pohybujúcich sa pruhov pozri GIF. Vplyvom zakrivenia povrchu sa zmení fáza vyslaná oproti fáze očakávanej viď Obrázok 3, z týchto rozdielov je možné rekonštruovať 3D model. Fázový posun využívajú stacionárne skenery.

Svetelné pruhy

Dávajú možnosť skenovať počas pohybu a zvyšuje sa snímková frekvencia. Obrazec sa nemení, sníma sa deformácia pruhov na povrchu. Svetelné pruhy využíva napríklad skener Go!SCAN Spark.

Projekcia bodov

Premietnutý vzor bodov zakóduje scénu tak, že priradí určitú vlastnosť bodom na scéne. Takéto unikátne označenie bodov umožní vyhodnotenie zmeny medzi pôvodným vzorom a vzorom zakriveným podľa povrchu skúmaného objektu.

Ako zdroje štruktúrovaného svetla slúžia:

• DLP projektor – digitálny projektor svetla
• DOE projektor – pred zdrojom svetla, napríklad LED je umiestnený optický refrakčný člen, ktorý vytvára vzor premietaného svetla.
• VCSEL – dnes veľmi obľúbený typ infračerveného lasera, výhodou je predovšetkým úzky, kruhový zväzok svetla, ktorý je vyžarovaný kolmo z projektora, nepotrebuje teda dodatočné usmernenie pomocou šošoviek ako EEL lasera. Presnosť je trochu nižšia ako pri ostatných metódach, ale je dobrá na skenovanie tmavých a lesklých povrchu, nie je taká náchylná na vznik šumov a pri skenovaní tváre nesvieti do očí. VCSEL využíva náš skener peel 3. Je oveľa jednoduchšie na výrobu a má vyšší výkon pri nižšej spotrebe. Nachádza uplatnenie napríklad aj pri konštrukcii LIDAR v automotive.

Laserové kríže

Dnes sa používajú modré lasery, ktoré zaisťujú rýchlosť, kvalitu a presnosť skenovania. Oproti červeným laserom zaisťujú kvalitné skenovanie lesklých aj tmavých povrchov. HandySCAN 3D BLACK používa 11 laserových čiar a jednu čiaru pre horšie dostupné miesta, vďaka tomu dosahuje takú presnosť a kvalitu naskenovaných dát. Laser je triedy II, je bezpečný pre oči.