CultArm3D - роботизированная рука-сканер

10 Мар 2021
автор Кирилл Коверзнев

3D -сканеры незаменимая вещь в сфере аддитивного производства, они позволяют точно и быстро получить требуемую 3D-модель. Но, несмотря на все плюсы, данная технология требует участия человека во время всего процесса сканирования, но и этой проблеме уже нашли решение.

 Институт компьютерной графики им. Фраунгофера (Германия) разработал мобильный 3D-сканер под названием CultArm3D, который может создавать точные 3D-модели экспонатов различных размеров одним нажатием кнопки. 3D -сканер планируют использовать в первую очередь в музеях для оцифровки культурных ценностей. Этот проект был успешно реализован в сотрудничестве с датским производителем фотоаппаратов Phase One. Подобная оцифровка культурных ценностей все чаще происходит в музеях и культурных учреждениях по всему миру как способ позволить людям виртуально посещать и рассматривать экспонаты, не находясь там физически. Это становится все более актуальным, поскольку COVID-19 не позволяет людям путешествовать и собираться в общественных местах. Нововведение позволит музеям значительно улучшить свое продвижение в виртуальный мир благодаря 3D-сканированию.

 

Глава Института исследованией компьютерной графики им. Фраунгофера Педро Сантос и его команда уже много лет работают над темой крупномасштабных технологий 3D-сканирования и оцифровки культурных ценностей. Сам г-н Сантос объясняет, почему исследования в этой области так важны: «3D-модели чрезвычайно важны для исследований и могут помочь улучшить наше понимание объектов и их происхождения, детально их проанализировать. Они также служат основой для 3D-печати реалистичных физических копий». Кроме того, ученые могут исследовать и сравнивать напечатанные на 3D-принтере культурные артефакты по своему желанию, не опасаясь повредить оригинал, который может оказаться довольно хрупким.

 

Возможности CultArm3D

CultArm3D оснащен 100-мегапиксельной камерой Phase One iXG, алгоритмами автономного сканирования Fraunhofer IGD и дополнен специально разработанными кольцевыми лампами для оптимального освещения. Это обеспечивает автономное сканирование объектов со всех сторон и качественную 3D-детализацию в кратчайшие сроки. Сложность в процессе разработки заключалась в том, что нет двух одинаковых объектов, а объекты со сложной геометрией поверхности, такие как блестящие или отражающие объекты из золота и бронзы, являются особенно требовательными. Тем не менее, ему удалось преодолеть эту проблему, и это даже избавляет от необходимости использовать матирующие спреи для захвата геометрии на отражающих поверхностях. Кроме того, использование CultArm3D минимизирует (или исключает) ручную пост-обработку 3D-моделей для сложных геометрических объектов.

Работа сканирующего манипулятора очень проста с точки зрения пользователя и может выполняться независимо от сотрудника музея. На первом этапе сканирования  интегрированное программное обеспечение помогает пользователю выполнить короткий процесс калибровки, который необходимо выполнить только один раз. Культурные объекты размещаются в центре предусмотренного поворотного стола, и простым нажатием кнопки запускается процесс сканирования. Теперь пользователь машины может просто наблюдать за процессом. Процесс сканирования продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты целевые показатели качества, определенные пользователем. Завершенная 3D-модель может быть представлена в различных формах: в виде видео высокого разрешения в 2D или 3D, в виде 3D-веб-модели, для презентаций виртуальной и дополненной реальности или в виде файла для печати на 3D-принтере.

CultArm3D выпускается для объектов высотой до метра и весом до 60 кг. По запросу могут поддерживаться большие размеры и вес. Сканирующая рука мобильна, а ее небольшой вес упрощает транспортировку. Все что нужно для начала работы – это наличие на месте источника питания.

Сканирующая рука уже используется в нескольких музеях и архивах. Полученные оценки на местах дают разработчикам ценные указания по дальнейшему улучшению CultArm3D

3D Печать

Узнать о 3D печати

Это процесс воссоздания реального объекта по образцу 3D модели. Цифровая 3D модель сохраняется в формате файла STL и передается на печать 3D принтеру. Затем 3D принтер, накладывая слой за слоем, формирует реальный объект.