3D スキャニングは可能性を広げます。 現実世界のものを短時間で短時間でデジタルモデルにすることができたらどうでしょう。

想像する必要はありません。毎日あらゆる企業が 3D スキャナとソフトウェアを使っています:

  • 設計図面の無い部品のCADモデルからリバースエンジニアリングして既存製品の改善および新規生産
  • CAD製品と製造部品を比較した製品品質検査
  • ヘルスケア、歯科医療、ファッションなど多数のカスタマイズ製品製造
  • 建造物一体をスキャンして正確な 3D モデルの作成
  • その他多くの利用用途での使用

これは SF の世界の話ではありません。3D スキャナーと関連するソフトウェアは今や多くのことが可能になっています。スキャナーは高速になり、価格が下がり、より精度が上がっています。3D スキャン処理ソフトウェアはより自動化され、よりより結果を作成し、今までになく早く処理することができます。

3D スキャナーとは?

3D スキャナーと呼ばれるデバイスには多くの種類があります。 レーザー、ライト、またX線を使ってt原ブルを測定して、点群やポリゴンメッシュを生成するデバイスはいずれも 3D スキャナーと考えらえます。 これらはまた 3D デジタイザ、レーザースキャナー、ホワイトライトスキャナー、産業 CT、LIDAR、3次元測定器など、様々な呼び名があります。これらすべてに共通するのは、数十万や数百万の測定によって現物形状をキャプチャする点です。

 

なぜ 3D スキャニングソフトウェアが必要?

スキャナーは膨大な量のデータを収集するため、他のソフトウェアで扱えるデータにするためには、Geomagic などの専用リバースエンジニアリングソフトウェアが必要になります。スキャンデータを使う目的に合わせて、Geomagic は複数の異なる処理を行います。3D スキャナーで最もよく使われる目的は、リバースエンジニアリング、検査、デジタルアーカイブ、3D プリントです。 Geomagic のような専用ソフトウェアは、3D スキャナーの可能性を最大限に引き出すための最も高速で簡単な方法です。

 

3D スキャナーをどう使う?

3D スキャニングには画像化の様々な原理にもどついて多くの種類があります。ショートレンジ(短距離)スキャンに最適なテクノロジもあれば、ミッドレンジ(中距離)またはロングレンジ(長距離)スキャンに適した技術もあります。

 

ショートレンジ (焦点距離が 1 メートル以内)

レーザー三角測量 3D スキャナー

レーザー三角測量スキャナーは1ラインのレーザーまたは1点を対象物に当てます。センサーは対象物によって反射したレーザー光を捉えて、システムが三角法によってスキャナーから対象物までの距離を計算します。

レーザーソースとセンサー間の距離はレーザーとセンサー間の角度同様に非常尾に細密です。スキャンしたオブジェクトがレーザー光を反射するので、システムはセンサーに返る角度を識別することができ、したがってレーザーソースから物体表面までの距離も取得することができます。

3DSystems-Scanners--Laser-Triangulation
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パターン投影 (ホワイトライトまたはブルーライト) 3D スキャナー

パターン投影スキャナーも三角法を使用しますが、レーザー光を捉える代わりにシステムが対象物上に線形パターンのシリーズを投影します。次に、パターン内の各ラインのエッジを調べることによって、スキャナーから対象物の表面までの距離を計算します。基本的には、カメラがレーザーラインを見る代わりに、投影パターンのエッジを見て、同様に距離を計算します。

3DSystems-Scanner-Structured-Light
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Short Range 3D Scanner pros and cons
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time of flight scanners image
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レーザーパルスベース 3D スキャナー

レーザーパルスベーススキャナーは、Time-Of-Flightスキャナーとして知られており、非常にシンプルなコンセプトに基づいています: 光の速度は非常に正確に分かっているので、レーザーが対象物に届いてセンサーに反射して返ってくるまでの時間が分かれば対象物までの距離を知ることができます。これらのシステムは、ピコ秒以下まで正確な回路を使用して、レーザーの数百万パルスがセンサーに戻るのにかかる時間を測定し、距離を計算します。レーザーとセンサー を回転させることによって(通常はミラーを介して) 、スキャナーは自身の周りを完全に 360 度スキャンすることができます。

3D Scanning with Laser phase-shift 3D Scanners
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レーザー位相シフト 3D スキャナー

レーザー位相シフトシステムは time-of-flight 3D スキャナーテクノロジーのもう一つのタイプで、パルスベースと似たコンセプトです。レーザーのパルスに加えて、これらのシステムはレーザー光の力を調節し、スキャナは送信されているレーザーの位相を比較し、センサーに返します。この web ページで解説する範囲を超えた理由により、位相シフトの測定がより正確です。

Mid and Long range 3D Scanner pros an cons
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