اسکنر سه بعدی چیست و چگونه کار می کند؟

اسکنر سه بعدی وسیله ای است که یک جسم یا محیط در دنیای واقعی را آنالیز می کند و اطلاعاتی در مورد شکل و ویژگی های ظاهری آن مانند رنگ به دست می آورد. دیتای بدست آمده می تواند برای تولید مدل سه بعدی دیجیتال استفاده شود. اگر در کنار اسکنر سه بعدی از یک پرینتر سه بعدی بهره ببرید هر چیزی را می توانید به راحت اسکن و پرینت کنید و حتی بر روی مدل های اسکن شده ادیت انجام بدهدی.

اطلاعات سه بعدی جمع آوری شده برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی مفید است. از اسکنرهای سه بعدی به طور گسترده در صنعت سرگرمی و در تولید فیلم و بازی های ویدیویی استفاده می شود. سایر کاربردهای رایج این فناوری شامل طراحی صنعتی؛ ساخت اعضای مصنوعی؛ مهندسی و نمونه سازی؛ کنترل کیفیت و مستند سازی مصنوعات فرهنگی است. مهندسی معکوس هم اکنون یکی از روش های متداول در صنعت است که طی آن محصولی که قبلا تولید شده پس از بررسی های فنی و تغییرات لازم، طراحی گردیده و قطعه با مد نظر قرار دادن این تغییرات، دوباره سازی می شود. در این راستا، توانایی فنی مهندسین در کنار استفاده از ابزار آلات پیشرفته می تواند بر کیفیت و سرعت عملیات مهندسی معکوس تاثیر بسزایی بگذارد.

 

تکنولوژی های مختلف زیادی به منظور ایجاد یک فایل سه بعدی از جسم وجود دارد. در یک دسته بندی کلی می توان اسکنر ها را به دو گروه تماسی و غیر تماسی دسته بندی کرد. اسکنر غیر تماسی خود به دسته اصلی فعال و غیر فعال تقسیم بندی می شوند.

اسکنر غیر تماسی فعال

این نوع اسکنر از نوعی پرتوافکنی یا تابش نور استفاده می‌کند و از طریق بازتاب این نوع پرتوها به شناسایی شی مورد نظر و محیط اطراف آن می‌پردازد. اولترا سونیک و اشعه ایکس، نمونه‌ای از‌ این نوع اسکنرها می‌باشد.

اسکنر سه بعدی مثلثی

این نوع از اسکنرها با بهره بردن از یک نور لیزر به صورت خطی و یا نقطه و همچنین استفاده از یک سنسور و یا دوربین فرآیند اسکن سه بعدی را انجام می دهند. جمع آوری نور لیزر بازتابیده شده از جسم توسط سنسور و یا دوربین و استفاده از سیستم محاسبات مثلثاتی، فاصله جسم تا اسکنر اندازه گیری می گردد. فاصله و همچنین زاویه بین سنسور و منبع لیزر به صورت کاملا دقیق معین و مشخص می باشد. متناسب با نور لیزر بازتابیده شده از نمونه اسکن، سیستم قادر است زاویه تابش نور به سنسور را اندازه گیری نماید و در نتیجه فاصله منبع نور تا سطح جسم را بدست می آورد.

اسکنر سه بعدی با نور ساختار یافته

این نوع از اسکنرها نیز از سیستم محاسباتی مثلثاتی به منظور اندازه گیری فاصله استفاده می کنند.. اسکنرهای نور ساختار یافته به جای استفاده از یک نور خطی و یا نقطه لیزر از تابش الگوهای خطی ساختار یافته ایی بر روی سطح جسم مورد اسکن بهر می برند. با بررسی لبه های هر یک از خطوط نوری الگوی تابانده شده، فاصله اسکنر تا سطح نمونه محاسبه می گردد.

اسکنر سه بعدی زمان پرواز (time of flight)

این نوع از اسکنرهای سه بعدی، از پالس های لیزر به منظور اندازه گیری فاصله استفاده می کند. روش کار در این اسکنر سه بعدی بر اساس یک مفهوم بسیار ساده فیزیک استوار است. از آنجایی که سرعت نور مشخص و برابر با مقدار C می باشد، تنها کافی است مدت زمانی که نور لیزر از منبع خود طی می کند تا به جسم برسد و سپس توسط سنسور ضبط گردد را محاسبه نمود، تا فاصله منبع نور تا سطح جسم بدست آید. مدارهای استفاده شده در این نوع اسکنرها دقت اندازه گیری در حد پیکو ثانیه را دارا هستند.

اسکنر غیر تماسی غیر فعال

این نوع از اسکنرها هیچ گونه اشعه‌ای از خود ساطع نمی‌کنند، بلکه برای تشخیص شی مورد نظر بر انعکاس تابش نور محیط تکیه می‌کنند. اکثر اسکنرهای این دسته برای کار از نور مرئی استفاده می‌کنند چرا که به راحتی در دسترس می‌باشد. اما انواع اشعه‌های دیگر مانند اشعه مادون قرمز نیز می‌توانند برای کارکرد این اسکنرها مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از این نوع اسکنر بسیار ارزان است چرا که به هیچ سخت‌افزار خاصی جز یک دوربین دیجیتال احتیاجی ندارد.