Лазерный сканер 3d своими руками

Внимание! Соблюдайте меры безопасности при работе с лазерным излучением. Напоминаем, что попытки повторить действия автора могут привести к потере гарантии на оборудование и даже к выходу его из строя. Материал приведен исключительно в ознакомительных целях. Если же вы собираетесь воспроизводить действия, описанные ниже, настоятельно советуем внимательно прочитать статью до конца хотя бы один раз. Редакция 3DNews не несет никакой ответственности за любые возможные последствия.

Профессиональный 3D-сканер — штука сложная и далеко не каждому нужная, а оттого довольно дорогая. А вот простенький аналог для оцифровки небольшого количества объектов можно сделать самостоятельно и с минимальными затратами денег и времени. Нам понадобятся: лазерный модуль, веб-камера, бумага, принтер, картон или лист фанеры, а также специальный софт. Разберём всё по порядку. Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках). Проще всего достать красные модули, но подойдут и зелёные, белые или синие. Стоят они в пределах тысячи рублей при покупке в офлайн-магазине. А если заказывать на какой-нибудь китайской интернет-барахолке, то можно немного сэкономить, но придётся ждать, пока его доставит (слоу-) почта.

Мы приобрели для эксперимента лазерный модуль с длиной волны 650 нм (красного цвета) мощностью 5 мВт. Более мощные лазеры стоят заметно дороже, и при этом они куда опаснее. Лучше, конечно, купить модуль с автономным питанием, так как он гораздо удобнее. В противном случае надо обязательно узнать параметры питания и озаботиться созданием небольшой «обвески» с батареями или аккумуляторами и выключателем. На всякий случай напомним, что красный провод — это +, а чёрный -. Соблюдайте полярность подключения и параметры питания, а иначе лазер может выйти из строя. Обязательно ознакомьтесь с нижеследующим предупреждением!

Внимание!!! Лазерное излучение очень опасно! Никогда не направляйте лазерный луч в глаза людям (в том числе себе) и животным — это может нанести непоправимый вред зрению (например, вызвать ожог сетчатки глаза)! Запрещается смотреть на лазерный луч через любые оптические приборы! Не направляйте лазерный луч на любые транспортные средства (в том числе самолёты)! Никогда не давайте лазер детям или неадекватным людям, а также позаботьтесь о том, чтобы они не смогли получить доступ к лазеру! Не используйте лазерные модули мощностью более 5 мВт, так как в этом случае опасность может представлять даже отражённый луч! В любом случае настоятельно рекомендуется приобрести для работы специальные защитные очки, рассчитанные на ту длину волны, которую излучает лазерный модуль! Не держите лазерный модуль на уровне головы! Всегда соблюдайте меры безопасности! Если вам непонятен смысл вышесказанного, не используйте лазер! Редакция 3DNews и автор не несут никакой ответственности за любые возможные последствия, в том числе за травмы, причиненные лазерным излучением!

Ещё раз прочитайте предыдущий абзац и запомните вышесказанное. Неплохо бы ознакомиться с популярным FAQ по лазерной безопасности. Кстати, отличной заменой модулю может стать лазерный уровень. Стоит он тоже в районе 1 000 рублей. При этом он заведомо менее опасен из-за небольшой мощности излучения, да и не придётся заморачиваться с организацией питания и выключателя: вставил батарейку — и работай.

Дальше по списку идёт веб-камера. Необходимо, чтобы она поддерживала WDM или DirectShow (кажется, все современные модели имеют подходящие драйверы) и выдавала хотя бы 30 FPS при разрешении 640x480. Можно взять камеру похуже, но и результат будет соответствующий. Чем выше поддерживаемое разрешение и частота кадров, тем лучше, но и нагрузка на ПК в этом случае будет заметнее. Разработчики используемого нами софта, к которому мы сейчас перейдём, рекомендуют отдать предпочтение Logitech Pro 9000. Мы же воспользовались веб-камерой Logitech HDPro Webcam 910. Идеальный вариант — использование хорошей чёрно-белой камеры с CCD-матрицей.

Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель. Это давно известная утилита DAVID-Laserscanner , которая уже попадала в новостные заметки нашего ресурса. Совсем недавно вышел «мажорный», третий по счёту релиз. Для корректной работы на ПК должен быть установлен Microsoft .NET Framework версии 2.0 или старше. Сразу надо оговориться, что полноценная версия программы стоит 329 евро. Демоверсия практически полноценна, но не позволяет сохранять готовую 3D-модель. Кажется, нашим читателям не надо объяснять, где приобрести правильную версию. Если же вы кристально чисты душой и у вас есть свободные 400 евро, то купите готовый фирменный комплект из веб-камеры с подставкой, ПО, калибровочных панелей с креплениями и красным лазером с питанием. Если нет, то начать надо с изготовления калибровочного угла.

В принципе, процесс настройки и работы с утилитой хорошо расписан в wiki проекта. Так что мы лишь вкратце опишем основные этапы работы. Скачайте и установите DAVID-Laserscanner. В папке с программой в каталоге Printout вы найдёте файлы с шаблонами калибровочных поверхностей под форматы A3 и A4. Надо выбрать подходящий формат исходя из размеров сканируемого объекта. Примерно прикинуть можно, опираясь на то, что высота сканируемого объекта должна быть в 1,5-2 раза меньше высоты калибровочного угла. Распечатайте шаблоны, разрежьте или согните их по линиям сгиба и закрепите на двух плоских поверхностях — листах фанеры или картона, на стенах в углу комнаты, внутри коробки и так далее. В общем, включите фантазию.

Главное условие — угол между двумя плоскостями должен составлять 90 градусов и не меняться. Также надо следить за тем, чтобы распечатанные листы оставались гладкими и ровными, а на их поверхности не было ничего глянцевого. Разработчики, в частности, рекомендуют крепить распечатанные листы с помощью пластыря. Также важно не перепутать ориентацию листов. На распечатке надо измерить и запомнить длину (в мм) линии, подписанной Scale. В качестве примера мы будем сканировать небольшую фигурку совы. В этом случае подошёл шаблон формата А4, который был прикреплён к куску картонной папки с помощью степлера.

Когда угол будет готов, надо установить веб-камеру так, чтобы она смотрела точно на линию сгиба. Есть ещё один нюанс — между линией зрения камеры и сканирующим лазерным лучом должен быть как можно больший угол. Поэтому можно сделать так, чтобы камера смотрела немного вверх. Возможно, понадобится сделать небольшие подставки под сканируемый объект и саму камеру. Самое главное — необходимо обеспечить возможность жёстко закрепить положение камеры и калибровочного угла относительно друг друга после настройки и калибровки. Если вам не нужно текстурирование объекта, то веб-камеру надо сразу переключить в чёрно-белый режим.

Как только камера и угол будут установлены, можно приступать к калибровке. Запустите DAVID-Laserscanner, выберите в качестве источника видеосигнала вашу веб-камеру, а также установите режим её работы (разрешение и частоту кадров). Теперь перейдите к разделу Camera Calibration. Введите заранее измеренную ширину Scale и нажмите Calibrate. Если программа сразу выдала, что калибровка прошла успешно, то это очень здорово. В противном случае придётся играться с настройками камеры. Отключите различные «улучшалки» изображения, уберите автоматическую подстройку яркости и контраста, а также следящий автофокус. Если есть ручная фокусировка, то сделайте изображение круглых меток более чётким. Также придётся подобрать расстояние от угла до объектива и наклон камеры. Процесс калибровки может надолго затянуться, но, как только он завершится, сразу же аккуратно закрепите камеру и калибровочный угол и больше не трогайте их.

Перед каждым новым сканированием процесс калибровки придётся повторять. Теперь можно поместить сканируемый объект в угол (можно на подставку) и перейти в раздел 3D Laser Scanning. Объект должен находиться в центре изображения с камеры, а слева и справа обязательно должны быть видны части калибровочного угла. Чтобы убедиться в этом, включите лазер и наведите его на образец — на изображении должна быть видна линия как слева и справа, так и на самом объекте. Обратите внимание, что просканировать полупрозрачный или прозрачный образец не получится — его надо покрыть чем-нибудь вроде талька или матовой краской. Вообще, матовые объекты гораздо лучше подходят для сканирования.

Теперь надо затенить помещение (выключить источники света, зашторить окна). Ещё раз наведите лазер на образец. В это время на экране в идеальном случае вы должны увидеть только красную линию на чёрном фоне. Если это не так, то придётся ещё раз открыть настройки веб-камеры и поменять их. Но для начала стоит подвигать ползунок значения экспозиции (Exposure) влево-вправо. Ах да, не забудьте выбрать цвет лазерного излучения вашего модуля. Как только всё будет готово, можно приступать к пробному сканированию.

Переключите режим отображения на карту глубины (Camera Shows -> Depth Map). Аккуратно переместите лазерный луч в поле зрения веб-камеры. Луч должен быть по возможности горизонтальным, как можно более тонким, а сам модуль надо держать выше камеры. Поводите лучом вверх-вниз вдоль сканируемого объекта — и вы увидите, как программа с небольшой задержкой отрисовывает на экране его контуры в пространстве. Нельзя водить лучом слишком быстро, но и от слишком медленного перемещения толку не будет. Старайтесь «закрасить» образец как можно более плотной сеткой линий. Также надо добиться того, чтобы не было «грязи» — лишних линий вокруг объекта. Лучше всего держать лазерный модуль в руке и при этом двигать его только кистью. В конце надо будет аккуратно вывести линию луча за пределы калибровочного угла.

Скорее всего, вам удастся добиться чистого сканирования далеко не с первого раза. Поэкспериментируйте с настройками камеры и самого сканирования, положением камеры и лазера, освещением, фильтрацией (Result filtering, но эти значения лучше не менять) и так далее. В общем, надо как следует набить руку. Зато потом всё будет гораздо проще. Как только вы освоитесь и подберёте оптимальные значения для всех параметров, приступайте к финальному сканированию. Нажмите Stop и Erase, а затем снова Start и сделайте первый скан объекта. Как только он покажется вам достаточно качественным, нажимайте Stop, а затем Add to list. На всякий случай сохраните отдельно копию скана, нажав Save As.

Снова нажмите Stop и Erase. Поверните объект вокруг вертикальной оси так, чтобы он хоть немного пересекался с предыдущим положением. Повторяйте таким образом процедуру сканирования до тех пор, пока объект не повернётся на 360 градусов. Не забывайте сохранять копии сканов и добавлять их в список. В принципе, совсем не обязательно поворачивать образец вокруг одной из осей (иногда это просто невозможно), просто так будет удобнее. Ваша задача — получить трёхмерные сканы объекта со всех сторон, чтобы слить их воедино и экспортировать.

Процесс текстурирования оставим для самостоятельного изучения и перейдём к сшиванию, за которое отвечает модуль Shape Fusion. Можно сделать это и вручную почти в любом трёхмерном редакторе. DAVID-Laserscanner сохраняет сканы в открытом формате Alias Wavefront (*.obj), но в демоверсии специально занижает качество. У вас уже должен быть готовый список с отсканированными элементами. Нам надо выровнять их между собой. Выбираем тип выравнивания в списке. Если вы «крутили» объект вокруг одной оси, то выберите её. Ну а если ещё и поворачивали на строго определённый угол, укажите и его. Затем нажмите Align Scans и выберите в списке два соседних скана. Программа ненадолго «задумается» и постарается выровнять их между собой в паре-тройке вариантов. Выберите наиболее точный кнопками с закруглёнными стрелочками в верхней части окна.

Повторяйте процедуру выравнивания попарно между элементами списка — 1-2, 2-3, 3-4 и так далее. В результате вы получите грубую трёхмерную модель. Не исключено, что некоторые сканы никак не будут выравниваться — их можно выкинуть или начать совмещение с конца списка, постепенно подбираясь к проблемному месту. Можно попробовать выбрать для них другой тип выравнивания. Не обращайте внимания на «грязь» вокруг объекта и недостатки на его поверхности — программа их в итоге сгладит. В общем-то, чем больше сканов, тем качественнее может получиться модель. Но тогда возрастает и вероятность случайной ошибки. Здесь, как и c самим сканированием, приходится идти трудным путём проб и ошибок.

Как только вы посчитаете, что добились нужной степени совмещения сканов, нажимайте кнопку Fuse и ждите, пока программа подготовит трёхмерную модель. Как и выравнивание, этот процесс довольно ресурсоёмкий. Очень скоро вы сможете насладиться (или, наоборот, разочароваться) результатом своих действий. Кстати говоря, у DAVID-Laserscanner есть альтернативный режим работы, где используется проектор . Если он у вас есть, то можете поэкспериментировать именно с ним, а не с лазером.

Готовую модель можно экспортировать в тот же obj-формат и открыть в 3D-редакторе для окончательной доводки до ума и подготовки к печати. Естественно, точную копию сканируемого объекта получить не удастся. Во-первых, DAVID-Laserscanner особенно трудно даются различные хитрые выемки или полости. Во-вторых, для воспроизведения очень мелких узоров на поверхности (например, частой насечки) требуется высокое разрешение камеры и как можно более тонкая линия лазера. В-третьих, при сканировании в любом случае получаются пропуски, которые программа пытается заполнить, основываясь на положении близлежащих точек. В общем, идеал, как всегда, недостижим.

Готовая, максимально сглаженная модель

Помимо этого, есть очевидные ограничения на размер сканируемых объектов. Слишком мелкие не будут получаться из-за относительного малого разрешения сканирования, а для очень крупных надо изыскивать соответствующих размеров место для установки калибровочного угла. Кроме DAVID-Laserscanner есть и другие программные комплексы со схожим принципом работы. Правда, зачастую они требуют наличия дополнительных приспособлений для вращения объекта или перемещения лазера. Тем не менее даже описанная выше самодельная конструкция может сэкономить массу времени неопытным 3D-моделлерам. Так что пробуйте, экспериментируйте и у вас обязательно всё получится! Удачи!

Является аналогом известного лазерного сканера FabScan, который разработал Франциск Энгелманн. В качестве бокса для такого сканера автор использовал МДФ, что касается начинки, то она также немного отличается от оригинала.

Оригинальной является программа для Arduino, она была взята с оригинального проекта.

Материалы и инструменты для создания сканера:

4 листа МДВ 600Х300 мм, толщина 5 мм (они нужны для создания корпуса);
- шаговый двигатель (NEMA 17 на 200 шагов);
- драйвер для шагового двигателя L298N;
- модуль лазера мощностью 5 мВт (используется от производителя Red Line);
- для питания устройства нужен источник 12 В - 2 А;
- веб-камера модели Logiteck C270.

В оригинальной самоделке используется драйвер шагового двигателя A4988, а что касается шагового двигателя, то это также NEMA 17. В остальном элементы самоделки точно такие, как и в оригинальной версии.

Процесс изготовления сканера:

Шаг первый. Делаем корпус
Весь процесс создания корпуса для сканера можно увидеть на фото. Самое главное в этом деле - точность. Модуль лазера шаговый двигатель и веб-камера должны находится четко на нужных местах, в соответствии с проектом.

Шаг второй. Подключаем электрооборудование

Есть два способа подключения оборудования, это с шилдом и без него. Рассмотрим подробнее каждый из этих вариантов.

Подключение без шилда
Если принято решение собирать устройство без использования шилда, то выводы шагового двигателя L298 подключаются к контактам Arduino под номерами 10, 11, 9, 8. В принципе, можно использовать и другие контакты, но при этом нужно будет вносить изменения в скетч.
Что касается модуля лазера, то его нужно подключить к пину А4 на контроллере Arduino. После этого можно будет подключать USB-кабель и питание.

Подключение с шилдом
Нужно установить шилд FabScan на Arduino. Что касается драйвера шагового двигателя, то его нужно установить на рельсы, которые для этого предусмотрены. Контакты шагового двигателя подключают к соответствующим контактам на шилде.
Модуль лазера нужно подключить к пину А4 на Arduino. Вот и все, после этого подключается питание и USB-кабель.

Шаг третий. Установка скетча
Теперь нужно скачать и установить официальный скетч для FabScan. Чтобы прошить Arduino, нужно скачать плагин Codebender и затем нажать кнопку "Run on Arduino". При этом скетч можно будет установить прямо через браузер с официального сайта.

Если не использовался шилд, то нужно нажать кнопку Edit и затем добавить такие строки:

const int stepsPerRevolution = 200; // измените этот параметр, чтобы настроить количество шагов на поворот вала вашего шагового мотора

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 10, 11,8,9);
Замените функцию step():

myStepper.setSpeed(1);

myStepper.step(1);

Шаг четвертый. ПО для сканера
Для установки программы нужно скачать образ «FabScan Ubuntu Live DVD», после установки появится программное обеспечение FabScan.

В программе нужно произвести некоторые настройки:

Сперва нужно выбрать SerialPort;
- далее выбираем Camera;
- после этого File - Control Panel;
- затем жмем detect laser и выбираем «enable» (при этом ставить никаких объектов перед лазером не нужно);
- ну а теперь жмем «Fetch Frame», при этом синяя горизонтальная линия должна касаться нижней части вращающегося стола. Желтая линия должна быть по центру стола. Если камера будет установлена неправильно, то изображение будет плохого качества.

Вот и все, программа настроена. Теперь можно ставить в сканер какой-то объект, и после этого нажимаем кнопку Start Scan.

Шаг пятый. Сохраняем изображение
После того как сканирование объекта будет завершено, изображение можно будет сохранить в формате.pcd или же.ply. Еще можно сохранить в формате stl, но это уже зависит от используемой платформы.
Чтобы открыть объект, который был сохранен ранее, нужно выбрать File - OpenPointCloud.

Что мне нужно для сборки

Контроллер Arduino Nano

Веб камера Logitech C270

Два лазера 650nm 5mW Red Laser Line Module (12х36 мм)

Драйвер шагового двигателя A4988

Шаговый двигатель Nema 17 (1.7А 1,8 град/шаг) не длинее 40 мм

Конденсатор 100 Мкф 35В

Резистор 10К

Блок питания 12В 1,5А

Шариковый подшипник

Ø200 x 8 мм круглая база. Может напечатать из трёх частей?

Ø200 мм нескользящее покрытие

Шпильки М8

Гайки М8

Шайбы М8

Винты и гайки М3

Напечатанные пластиковые детали

Прямоугольный шахматный паттерн (контур pattern-surface.dxf)

Пластиковые детали

Посадочное отверстие под лазеры должно быть диаметром 12 мм.

Теперь нужно по умному разделить деталь camera-holder.stl

Почистил ее от поддержек. Можно скачать чистую деталь . Пока буду резать на три части под скрутку винтами.

Порезал на три части под скрутку винтами M3x10. Скачать архив с stl моделями.

Общая схема подключения драйвера шагового двигателя

Подключение к Arduino Nano

Лазеры подключаем D2+GND, D3+GND

Общая схема сборки

Сборка столика

3 - М3х10 винт 5 штук
4 - М3 гайка 1 штука
6 - М8х30 болт 3 штуки. Вкручивается в диск (10). Можно взять винт М8 "в потай" и вкрутить сверху вниз, затянув внизу гайкой.

Установка и фиксация лазеров

2 - М3х10 винт фиксации корпуса лазера, 2 шт
3 - М3 гайка 2 штуки
4 - Лазер 2 штуки

Сошпиливание

1 - М8х400 резьбовая шпилька 2 штуки
2 - М8 гайка 28 штук
3 - М8 шайба 18 штук. Прокладывается между гайкой и пластиковой деталью
4 - Кабельканал. Можно заменить изолентой
5 - М8х292 резьбовая шпилька 1 штука
6 - М8х170 резьбовая шпилька 4 штуки. Держат лазеры. Думаю разумнее здесь ставить более тонкие шпильки
7 - Кабельканалы 3 штуки. Можно заменить изолентой или термоусадкой

Сборка холдера шахматного паттерна

2 - М3 гайка 2 штуки
3 - М3x10 винт 2 штуки
4 - картонка-фанерка
5 - шахматная бумажка-наклейка. pdf , svg

Видео сборки

Пока сам не начал собирать мне кажется, что этого достаточно для сборки. По ходу дела инфа будет меняться и дополняться.

Сборка

Брутальный подшипник

Наклеиваю кожанку на столик

Паяю проводки на драйвере

В итоге придётся делать на Arduino Uno, так как с Нанами я просчитался.

Вот уже и натыкал коннекторов в UNO ;)

Приехали. Хорус не видит COM порт UNO.

А в диспетчере устройств вместо Arduino UNO написано CH340. Похоже придётся бутлоадер перепрошивать.

Вот правильная схема для прошивки UNO (Duemilanova) через MEGA 2560. Только у меня кондёр на 100 мкф (наверное пойдёт). Буду проверять.

Шаги прошивки бутлоадера в Arduino UNO (Duemilanova), через Arduino Mega:

шаг 1 - К Меге ничего не подключено, кроме USB кабеля. Запускаем Arduino IDE. Выставляем параметры Меги: Плата, Процессор, Порт.

шаг 2 - Переходим в меню Файл -> Образцы и жмём ArduinoISP. В редактор загружается скетч программатора ArduinoISP. Жмём круглую кнопку со стрелкой вправо "Вгрузить" и заливаем скетч в Мегу.

шаг 3 - Отсоединяем Мегу от всего и подсоединяем к UNO (Duemilanova) по схеме (выше). А так же втыкаем конденсатор (у меня на 100 мкФ). Подключаем Мегу по USB к компьютеру.

шаг 4 - Теперь в Arduino IDE выставляем параметры для UNO (Duemilanova): Плата, Процессор, Порт

шаг 5 - Заходим в меню Инструменты -> Программатор и жмём на "Arduino as ISP". Теперь наша Мега стала программатором.

шаг 5 - Прошиваем bootloader на UNO (Duemilanova) через Мегу. В меню Инструменты жмём "Записать загрузчик". На обеих платах должны мигать светодиоды. Готово. Всё отсоединяем.

Пробовал перепрошить Bootloader по схеме в UNO. Всё мигало и заливалось, но в итоге ничего не вышло. Видимо фьюзы неправильные.
Освободилась Arduino Nano и я подлключил её к компьютеру. В диспетчере устройств опять вижу CH340, но ведь она то рабочая. Запускаю Xloader и заливаю HEX прошивки. Всё проходит, как по маслу. Подключаю UNO - Xloader зависает на прошивке, светодиоды не моргают. Вычитал, что под UNO может быть замасктрована Duemilanova. Ну и чем Чёрт не шутит, решил прошить на неё бутлоадер от этой Duemilanova. Замигали светодиоды - жизнь есть. Заливаю HEX прошивки и "о чудо" она заливается. Вот, что значит "правильные фьюзы" :-)

Вот такие настройки я выставил в Хорусе, иначе не работает. COM порт вписал сам, так как автоматически определяет неверно (определяет Мегу от 3D принтера) и выбор не предоставляет.

Обсуждение моих изысканий на

В промышленных и коммерческих приложениях — для исследования строительных конструкций и проведения точных пространственных замеров, для цифровой фиксации места преступления и каталогизации произведений искусства или ископаемых — трехмерное сканирование используется уже много лет. Тем временем все большую и большую популярность стала завоевывать 3D-печать, особенно среди умельцев и энтузиастов, и люди захотели считывать реальные объекты и преобразовывать их в печатаемые трехмерные модели.

Рынок, разумеется, отреагировал, и сегодня 3D-сканеров низкой и очень низкой ценовой категории предлагается как никогда много. Цены на 3D-сканеры колеблются от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов, что должно подойти практически для любого бюджета. Решение о том, какой именно 3D-сканнер приобрести, полностью зависит от того, для чего конкретно он будет использоваться и насколько детально вы собираетесь сканировать объекты.

Варианты программных решений

В зависимости от того, что вы собираетесь сканировать, может оказаться, что приобретать 3D-сканер вам и не требуется. Вполне возможно, что у вас уже есть тот единственный нужный вам инструмент для создания трехмерных моделей, и этот инструмент лежит у вас в кармане. Есть несколько программ, которые берут обычные снимки, сделанные даже на смартфон, после чего экстраполируют имеющиеся данные, создавая вполне себе трехмерный образ.

Этот процесс называется 3D-фотограмметрией и начинается он с того, что под разными углами делается несколько снимков одного и того же объекта. Чем больше изображений задействуется, тем резче и подробнее окажется финальная 3D-модель. Процесс этот может работать и всего на трех изображениях, но для очень детализированных объектов их может потребоваться десятки. Это не только менее затратный вариант, он еще и лучший для сканирования 3D-объектов в общественных местах или в полевых условиях, когда вам не хочется нести на себе дополнительное оборудование для 3D-сканирования.

Цена: Бесплатно (или $9,99 в месяц за 123D Premium)
Технология: 3D-фотограмметрия

Поскольку 123D Catch — это часть облачной экосистемы Autodesk 123D , Catch замечательно подходит для работы на смартфоне или планшете. Это делает ее идеальным вариантом для цифрового захвата объектов в общественных местах, которые невозможно отсканировать в студии — музейные экспонаты, большие структуры и природные образования.

Разрешение: N/A
Плюсы: Не нужен 3D-сканер, можно захватывать объекты любых размеров, большинство опций программы бесплатны, простота в использовании
Минусы: Ограниченный функционал, качество зависит от освещения и количества исходных изображений; чтобы осуществить цифровой захват объекта, может понадобиться несколько минут, не очень хорошо работает на людях и животных

Технология: 3D-фотограмметрия

это отдельный программный пакет, который создан специально для построения высококачественных 3D-моделей из двумерных фотографий. Изначально он был ориентирован на музеи и библиотеки, чтобы работать на благо архивирования коллекций артефактов и произведений искусства, поэтому он способен выдавать исключительно детализированные 3D-модели.

Разрешение: N/A
Плюсы: Может создавать 3D-модели высокого разрешения, разовая лицензия бесплатна, программа проста в обращении, имеет много настроек
Минусы: Программу требуется устанавливать на компьютер, нужна камера высокого разрешения

Варианты «Сделай Сам»

Если потратить на 3D-сканер несколько сотен долларов вам просто не по карману, есть и менее затратные варианты по принципу «сделай сам».

Xbox Kinect с ReconstructMe

Цена: Kinect (по-разному), ReconstructME (бесплатно)
Технология: RGB-камера, сенсор глубины (удаленности)

Это практически «сделай сам», поскольку в итоге речь идет о сборке недорогого 3D-сканера. Слава Microsoft, что она выпустила периферию с реально мощным сенсором глубины и RGB-камерой и оставила это дело вполне открытым для использования в сторонних приложениях! В данном случае комбинация Xbox Kinect и бесплатной программы вроде ReconstructMe — это все, что вам требуется для 3D-сканирования людей и предметов.

Разрешение: Когда как
Плюсы: Дешево, гибко, программа бесплатна
Минусы: Только для Windows, ограниченное разрешение, нестабильное качество

BQ Ciclop

Технология: Лазерная триангуляция

Ciclop — это настольный лазерный 3D-сканер с открытым кодом. В сканере используются напечатанные компоненты, так что сделать его можно быстро и дешево. Этот сканер можно приобрести как собранным, так и в виде набора деталей, а список деталей и бесплатные STL-файлы доступны онлайн. Поскольку лазер 3D-сканера — техника очень тонкая, самостоятельная сборка может оказаться делом непростым, а ее результаты могут оказаться разными, в зависимости от ваших умений.

Разрешение: 0,5 мм
Плюсы: Открытый код, можно приобрести набор для сборки, легко модифицировать и улучшать
Минусы: Качество зависит от пользователя, нет службы по работе с клиентами и техподдержки, напечатанные 3D-детали могут оказаться не такими прочными, как изготовленные традиционным способом

Недорогие ручные 3D-сканеры

Ручной 3D-сканер, по сравнению с поворотным, позволяет осуществлять захват объекта в значительно более широком диапазоне. Такого типа устройства обычно используются для сканирования людей и крупных объектов, и даже недорогие модели позволяют получить удивительно детализованный результат. Как правило, на сканирование объекта размером с человека уходит от трех до пяти минут, при этом, чем больше информации вы захватите, тем более высокого качества получится конечный 3D-скан. Подобные недорогие варианты — это, наверное, не идеальный вариант для коммерческих задач, но для малого бизнеса и частных лиц это возможность быстро снять 3D-данные, включая цвета, узоры и даже текстуру.

XYZprinting 3D Scanner

Технология: Структурированное освещение

3D-сканер от XYZprinting — одно из первых появившихся в продаже устройств, в котором работает новый алгоритм по захвату изображений Intel RealSense. Это также самый дешевый ручной пространственный сканер на рынке, который подходит для широкого круга задач.

Разрешение: 1,5 мм
Плюсы: Небольшая цена, технология Intel RealSense, малые размеры, портативность
Минусы: Совместим только с Windows, низкое разрешение

Cubify Sense

Технология: Структурированное освещение

Несмотря на то, что технически экосистемы Cubify больше нет, в компании 3D Systems продолжают предлагать свои 3D-сканеры. Этот ручной 3D-сканер прост в использовании, позволяет быстро преобразовывать сканы в пригодные для 3D-печати файлы и имеет поддержку от 3D Systems.

Разрешение: 0,9 мм
Плюсы: Небольшая цена, техподдержка, проверенная технология
Минусы: Часть неработающей экосистемы Cubify, среднее качество сканирования, только под Windows

iSense 3D Scanner

Технология: Структурированное освещение

Этот 3D-сканер от 3D Systems подразумевает подключение к iPad и наличие мощного процессора для получения 3D-сканов довольно неплохого качества. Отличный вариант, если требуется максимальная портативность, поскольку все, что еще нужно, — это iPad.

Разрешение: 0,9 мм
Плюсы:
Минусы: Часть неработающей экосистемы Cubify, среднее качество сканирования, требуется iPad

Structure Sensor

Технология: Структурированное освещение

Structure Sensor был одним из первых недорогих 3D-сканеров на рынке, это удачно стартовавший с Kickstarter проект. Такая же технология применена в 3D-сканере iSense компании 3D Systems, так что эти два устройства почти аналогичны. Structure Sensor полностью портативен и требуется ему только iPad.

Разрешение: 0,9 мм
Плюсы: Небольшая цена, портативность, питание от аккумулятора, работа с iPad
Минусы: Среднее качество сканирования, требуется iPad

Настольные 3D-сканеры

В большинстве настольных поворотных 3D-сканеров для высококачественного захвата деталей мелких объектов применяется лазерная триангуляция. Такие 3D-сканеры обычно не считывают цвета и узоры, зато они достаточно точны для разного рода текстур и подробностей. Есть, впрочем, несколько моделей, которые полностью считывают данные по цветам и узорам, используя или технологию структурированного освещения, или программные реализации обратного преобразования лазерного отражения в цвет.

Zmorph 2.0

Технология: Лазерная триангуляция

3D-сканер Zmorph 2.0 — один из наиболее популярных на рынке настольных 3D-сканеров, для него также есть отличное программное обеспечение. Аппарат умеет не только захватывать тонкие детали и текстуру, он считывает также и цвета. Чтобы полностью сосканировать объект, требуется около пяти минут.

Разрешение: 0,43 мм
Плюсы: Хорошее качество за такую цену, захват цвета, портативность, экспорт в разные форматы
Минусы: Среднее качество сканирования, ограниченный размер сканирования, цвета могут быть изменены или переданы неточно

MakerBot Digitizer

Технология: Лазерная триангуляция

MakerBot Digitizer — это настольный 3D-сканер начального уровня, который умеет захватывать тонкие детали и текстуры, но не различает цветов. Сканер легко встраивается в экосистему MakerBot, и пользователи получают доступ к технической поддержке и сервисному плану MakerCare.

Разрешение: 0,5 мм
Плюсы: Часть экосистемы MakerBot, легкий
Минусы: Не понимает цветов, не захватывает отражающие или прозрачные объекты, дорог для такого качества сканирования, экспортирует только в STL

EinScan-S

Технология: Структурированное освещение

Настольный 3D-сканер EinScan-3 — один из лучших аппаратов этого типа на рынке. Он различает очень мелкие детали, узоры и выдает реалистичные цвета. В отличие от большинства десктопных моделей, он использует технологию структурированного освещения, что дает более высококачественные результаты сканирования.

Разрешение: 0,17 мм
Плюсы: Высокое качество сканов, захват цвета, экспорт в разные форматы
Минусы: Работает только с очень маленькими объектами, не совместим с Apple OS

Топовые варианты

Это лучшие из существующих вариантов 3D-сканеров любых категорий, если речь не идет о промышленных устройствах за $10 000 — $30 000. Данные модели идеально подходят для широкого круга задач, включая сканирование людей, крупных и очень детализированных объектов. Тут работают лучшие из имеющихся технологий, эти сканеры демонстрируют самую высокую производительность. Впрочем, это устройства в первую очередь для коммерческого использования, они слишком мощные для домашних задач.

Fuel3D SCANIFY

Технология: Фотограмметрия

В отличие от ручных 3D-сканеров, в Fuel3D SCANIFY применяется продвинутый процесс фотограмметрии, в котором сочетаются разные технологии обработки изображений. Это позволяет захватывать изображения с гораздо более высоким качеством, чем у большинства ручных сканеров, считывая также полный цвет и текстуры. В устройстве две 3,5-мегапиксельных камеры, три вспышки и три светодиода для направляющих лучей. SCANIFY также очень быстр и тратит на один ракурс около секунды, так что даже на очень большой объект уходит совсем немного времени.

Разрешение: 0,35 мм
Плюсы:. Высокое качество сканирования, простота в использовании, реалистичная цветопередача, запуск по одному нажатию, высокая скорость работы, экспорт в разные форматы
Минусы: Проблемы при работе с темными, отражающими, прозрачными и монохромными объектами

NextEngine Ultra HD

Технология: Лазерная триангуляция

3D-сканер разрешения Ultra HD производства фирмы NextEngine — самый высококачественный настольный сканер из тех, которые дешевле автомобиля. По качеству сканирования и функционалу это вообще один из самых лучших настольных 3D-сканеров, который можно купить за деньги. Он не только захватывает узоры, текстуры и тонкие детали, он еще и делает это с естественной цветопередачей.

Разрешение: 0,1 мм
Плюсы: Лучший в своем классе, высокое качество сканов, захват цвета, экспорт в множество форматов, может быть установлен на штатив
Минусы: Дорогой, генерирует файлы больших размеров

RangeVision Smart

Технология: Структурированное освещение

3D-сканер RangeVision Smart — самый портативный из настольных, его можно установить «на пленэре» для сканирования крупных объектов вроде автомобилей, причем сканирование будет вестись очень тонко. Он также может работать от аккумулятора, что еще один плюс к портативности. У аппарата есть гибко регулируемый штатив.

Разрешение: 0,12 мм
Плюсы: Работает на аккумуляторе, высокое качество сканов, захват цвета, экспорт в разные форматы
Минусы: Генерирует файлы больших размеров, дорогие дополнительные устройства и аксессуары

DAVID SLS-3

Технология: Структурированное освещение

3D-сканеры немецкой компании David — одни из лучших профессиональных аппаратов. К ним предлагается масса аксессуаров, включая поворотные столы, монтажные краны и высококлассное программное обеспечение, что делает их очень гибкими. SLS-3 — это сканер, который стоит в рейтинге возможностей рядом с исключительно высококачественными, мощными и современными промышленными системами.

Разрешение: 0,06 мм
Плюсы: Очень детальные сканы, полный цвет и текстуры, лучший в своем классе, блестящая техподдержка и работа с клиентами, экспорт в множество форматов
Минусы: Слишком мощный для повседневных нужд, дорогой