Мобильные
координатно-измерительные
машины Faro Arm
Трехмерные дигитайзеры
используются в качестве систем трехмерного
боди-сканирования (3D body scan, т.е. «трехмерное
сканирование человеческого тела»).
Разработка этих систем была связана с
требованиями быстрого обмера большого
количества человек (армия), получения
точного компьютерного изображения (киноиндустрия)
и индивидуального пошива. Трехмерное
боди-сканирование применяется также
в медицине, мультипликации и при создании
систем виртуальной реальности (VRML).
Система
боди-сканирования WB4
Примеры систем боди-сканирования:
- Cyberware Whole Body Color
3D Scanner (производитель Cyberwear ). Сейчас существуют две
модели полномасштабных боди-сканеров:
WB4 и WBX (WB=Whole Body, т.е. «тело целиком»).
- Symcad (Французская
компания TELMAT
Industrie)
В геоинформатике, компьютерной графике,
системах автоматического проектирования
(САПР), картографии и научной
обработке результатов измерения
дигитайзер используют в качестве устройства
для ручного цифрования графической
и картографической информации в виде
множества или последовательности точек,
положение которых описывается прямоугольными
декартовыми координатами плоскости дигитайзера.
Основные
типы дигитайзеров по
принципу работы:
- Ультразвуковые
Из всех систем по оцифровке 3D-объектов
ультразвуковые (или сонарные) - наименее
точные и надежные, но при этом самые чувствительные
к изменениям в окружающем пространстве.
Ультразвуковые дигитайзеры представляют
собой систему передатчиков, жестко закрепленных
на стенах и потолке. Смотрятся они весьма
неэстетично. Передатчики излучают звуковые
волны, на основании информации об отражении
которых вычисляются координаты точек
поверхности 3D-модели. Так как скорость
звука зависит от атмосферного давления,
температуры и других условий (например,
влажности), то результаты оцифровки одного
и того же объекта являются функцией состояния
воздуха. Помимо этого данные системы
очень восприимчивы к шуму, производимому
различным оборудованием (компьютерами,
кондиционерами), даже жужжание флуоресцентных
ламп влияет на оцифровку. К тому же ультразвуковые
системы издают странные «кликающие»
звуки, раздражающие оператора и всех
находящихся в помещении. В идеальных
условиях абсолютная погрешность полученных
результатов составляет 1,4 мм. Подобные
сканеры применяются в основном в медицине
и при оцифровке скульптур.
- Электромагнитные
Принцип работы электромагнитных 3D-дигитайзеров
такой же, как у ультразвуковых систем
(принцип радара), только для построения
пространственной модели вместо звуковых
волн используются электромагнитные.
Результат работы этих сканеров не зависит
от погодных условий, но находящиеся поблизости
металлические предметы или источники
магнитного поля снижают точность измерений.
Естественно, что подобные системы не
могут оцифровывать металлические объекты.
Даже в специальных помещениях, не содержащих
ничего металлического, погрешность магнитных
систем составляет не менее 0,7 мм.
- Лазерные
Прежде всего следует отметить, что цена
этих так называемых бесконтактных (оператор
не обводит объект щупом) систем очень
высока и нередки случаи, когда она выражается
числом с пятью нулями (в американских
долларах). Лазерные дигитайзеры обладают
самой высокой точностью, но область их
применения также имеет значительные
ограничения. Большие трудности вызывает
сканирование объектов с зеркальными,
прозрачными и полупрозрачными поверхностями,
а также предметов большого размера либо
имеющих впадины или выступы, препятствующие
прямому прохождению лазерного пучка.
Лазерные дигитайзеры - полностью автоматизированные
системы. Невозможность участия художника
в процессе оцифровки не позволяет расставить
акценты, например более подробно отобразить
определенную часть объекта, или, наоборот,
приводит к получению детализированных
моделей, занимающих слишком много места
и требующих значительных мощностей для
их обработки. Сама оцифровка происходит
достаточно быстро, но последующий процесс
перевода автоматически полученных данных
в конечное изображение может занять много
времени (особенно это касается систем
с точечной проекцией).
- Механические
Эти устройства являются золотой серединой
среди всех классов дигитайзеров. Высокая
точность и относительно низкая стоимость
сделали эти устройства самыми популярными.
Принцип их работы заключается в следующем:
контуры оцифровываемого объекта обводятся
прецизионным щупом, положение которого
замеряется механическими датчиками.
Затем, используя массив трехмерных координат,
специальная программа строит каркасную
модель объекта . Большим плюсом механических
сканеров является то, что получаемые
с их помощью результаты не зависят от
погодных условий, уровня шума, наличия
электромагнитных полей. Тип поверхности
также не имеет значения. Поскольку механические
дигитайзеры являются ручными устройствами,
их использование требует четкой координации
движений и внимательности.