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Cómo funciona un escáner 3D – BIEN explicado!

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Has llegado por fin a una web que te va a explicar desde 0 cómo funcionan los escáneres 3d, un gadget que cada día está más de moda.

Existen varios métodos diferentes para escanear objetos con el fin de crear un modelo 3D o para registrar información 3D de un paisaje.

No existe una tecnología de digitalización 3D “óptima”, cada método resuelve problemas únicos para ofrecer la mejor solución en diferentes contextos.

El escáner láser 3D y su funcionamiento-
Digitalización 3D con la potencia de los láseres

El tipo de escáner más popular para el uso del consumidor es el escáner láser 3D.

Antes de empezar a explicar cómo funciona un escáner 3d, hemos de indicar que el escaneo láser combina dos conjuntos de información para crear una nube de puntos de la superficie de un objeto: los datos de un láser que brilla sobre el objeto y los datos de otro sensor (normalmente una cámara en movimiento o dos fijos).

El software de digitalización 3D une estos conjuntos de datos utilizando la distancia conocida entre la posición de la cámara y la fuente del láser para generar los puntos de un modelo.

La construcción de una geometría 3D a partir de un escaneo láser requiere detectar dónde cae la línea láser en las imágenes capturadas por la cámara durante el escaneo. La línea láser suele ser el píxel más brillante de una imagen, pero a veces puede haber otras fuentes de luz capturadas.

Un escáner estacionario puede distinguir la línea láser de todo lo demás al activar/desactivar el láser, creando una diferencia rastreable entre esta y otras luces capturadas durante el escaneo.

Miles de puntos individuales son capturados durante un escaneo 3D. Como una cámara normal, un escáner láser sólo puede capturar lo que está en su campo de visión.

Los puntos capturados registran todo, desde el detalle de la superficie y la textura hasta el color, creando una representación directa del objeto escaneado. Una nube de puntos capturada no es un objeto digital hermético hasta que sus puntos están enredados en superficies.

El proceso de mallado calcula cómo se relacionan los puntos entre sí para unirlos en superficies. Un ejemplo de esto es el modelo de escáner 3d de escritorio Matter and Form.

Visión estereoscópica y fotogrametría
Una simple cámara puede capturar en 3D (con el software adecuado)

La visión estereoscópica es un método rentable, pero típicamente de menor calidad de captura 3D.

No se necesitan láseres, proyectores o hardware adicional más allá de la cámara.

Stereo Vision crea un modelo 3D utilizando imágenes de un objeto desde dos posiciones de cámara, imitando la visión estéreo de los ojos humanos. Durante este proceso se capturan imágenes de la misma escena desde dos ángulos diferentes.

Las imágenes se corrigen para eliminar cualquier distorsión de la lente, por lo que cualquier línea recta en una escena que aparezca directa en la imagen. A continuación, se aplica un filtro a la imagen que encuentra los bordes de los objetos.

Los píxeles se emparejan entonces entre los dos conjuntos de imágenes para producir profundidad 3D. Los puntos de coincidencia entre las imágenes se basan en la variación de la textura para encontrar bordes y rasgos distintivos, lo que puede causar problemas cuando las superficies de una escena no tienen suficiente contraste o son demasiado parecidas.

La fotogrametría añade más posiciones de cámara a la rutina de visión estereoscópica regular, lo que la convierte en un digitalizador 3D más robusto.

A menudo, la fotogrametría implica una gran cantidad de cámaras múltiples que rodean el objeto escaneado.

Un equipo de cámara puede calibrarse con gran precisión y permanecer así durante un largo período de tiempo, lo que hace que la coincidencia de puntos necesaria para crear una geometría 3D sea muy consistente dentro de la configuración.

También es posible aplicar la fotogrametría a los fotogramas de un vídeo, eligiendo fotogramas individuales del vídeo para designar las diferentes posiciones de la cámara.

Este método es más propenso a errores y produce resultados menos consistentes, pero es más accesible y adaptable a diferentes aplicaciones, como lo demuestra su reciente incorporación a las aplicaciones de los smartphones.

Las técnicas de visión estereoscópica y fotogrametría se utilizan en robótica, cartografía 3D de edificios y películas en 3D.

Escaneo de luz estructurada –
Proyección de patrones de luz para una exploración de modelo 3D

digitalización-3d-escanerEl escaneo de luz estructurada no depende tanto de la variación de textura para obtener un buen escaneo 3D.

En este método, una de las posiciones de cámara utilizadas en la visión estereoscópica y el escaneo láser es reemplazada por un proyector que proyecta diferentes patrones de luz (proporcionando su propia textura) en la superficie de un objeto y graba cómo el objeto distorsiona esos patrones.

Los puntos de modelo se crean usando la posición conocida de la cámara e información del patrón de luz que golpea el objeto.

Para ser eficaz, es necesario que exista una relación exacta de uno a uno entre el proyector y los píxeles de la cámara.

El escáner de luz estructurada se utiliza en la tecnología de reconocimiento facial, ingeniería inversa, diseño, fabricación y reconocimiento de entornos remotos (dos ejemplos interesantes son la cartografía del fondo marino y la inspección de túneles ferroviarios).

Fotos láser 3D creadas con la velocidad de la luz

El escaneo de tiempo de vuelo o de pulso del láser produce un escaneo de modelo 3D calculando el tiempo que tarda un rayo láser en alcanzar el objeto y rebotar, viajando de regreso a la fuente del láser.

El valor conocido de la velocidad de la luz es lo que hace posible este método de calcular la distancia. La técnica se utiliza a menudo en sistemas de cámaras de imágenes de rango, o cámaras 3D.

La tecnología de tiempo de vuelo es altamente sofisticada en términos de calidad, pero puede ser una opción costosa que normalmente se reserva para escanear grandes entornos y edificios.

Ahora que ya sabes cómo funciona el escaner 3D, y si quieres ver los modelos de escáneres 3D más vendidos y al mejor precio, accede a nuestras reviews y análisis y podrás disfrutar de las mejores ofertas del mercado.