Как выбрать 3D-сканер Einscan

Ручные 3D-сканеры – основное средство оцифровки физических объектов, то есть построения их трехмерных цифровых моделей. Объекты могут быть самые разные, размерами от нескольких миллиметров до десятков метров. 3D-сканирование находит применение в самых разных областях – от реверс-инжиниринга и производственного контроля, до медицины, образования и архитектуры.

Как выбрать 3D-сканер, соответствующий вашим потребностям наилучшим образом? Всегда ли нужен дорогой сканер? На что следует обращать внимание в первую очередь? — узнайте из этой статьи.

В этой статье мы рассказываем о том, как выбрать сканер из модельного ряда EinScan — самой популярной линейки одного из самых известных производителей 3D-сканеров. Тем не менее, демонстрируемый подход к выбору 3D-сканера может применяться и для выбора среди моделей других производителей. 

Содержание

• Основные параметры сравнения 
  • Источники света
  • Разрешение
  • Точность
  • Скорость сканирования
• Характеристики сканеров EinScan
• Сравнение сканеров
  • Сравнение источников света
  • Сравнение точности
  • Сравнение разрешения
  • Сравнение скорости
• Особенности сканеров EinScan и рекомендации по выбору
  • EinScan Pro 2X
  • EinScan Pro 2X Plus
  • EinScan Pro HD
  • EinScan H
  • EinScan HX
• Заключение

Основные параметры сравнения 

Источники света

В зависимости от используемого источника света, 3D-сканеры делятся на две группы – лазерные и сканеры структурированного света. Нельзя сказать, что одни лучше других – у каждого есть свои сильные и слабые стороны.

Лазерное сканирование осуществляется путем проецирования на объект лазерного луча, с последующим улавливанием отражения датчиками, в качестве которых обычно используется камера высокого разрешения. По времени прохождения импульсов от сканера, до точки на поверхности объекта и обратно, определяется расстояние до точки. Обобщая данные о расстояниях для множества точек, сканер, а вернее его ПО (оно может быть установлено как в самом аппарате, так и в компьютере), строит трёхмерную модель поверхности.

Сканеры структурированного света используют источник, проецирующий на сканируемый объект специфическое световое изображение в виде сетки или линий. Отражённый сигнал считывается одной или несколькими камерами, и по искажениям сетки рассчитываются расстояния до узлов сетки. На основании получаемых данных сканер формирует трёхмерную модель поверхности.

Основное преимущество лазерного сканирования заключается в том, что оно позволяет достичь высокого разрешения и точности. Также оно менее чувствительно к внешнему освещению и лучше работает при сканировании бликующих или темных поверхностей. Тем не менее, для работы с сильно блестящими или прозрачными поверхностями лазерное сканирование подходит не лучшим образом.

Проецируя не лазерную линию, а световую сетку, сканер структурированного света может захватывать большие участки за считаные секунды. Поскольку структурированный свет не опасен для зрения, такие сканеры используются для сканирования людей без каких-либо ограничений. Однако они чувствительны к внешнему освещению и не обеспечивают качественной обработки бликующих поверхностей.

Разрешение

Разрешение определяет расстояние между точками, которое захватывает сканер, и является одним из наиболее важных параметров сканирования. Чем выше разрешение, тем меньше расстояние между точками и тем точнее воспроизведение объекта в 3D-модели. При низком разрешении качество воспроизведения снижается, зато захват объекта и формирование модели производятся намного быстрее. 

Результат сканирования с высоким разрешением	Результат сканирования с низким разрешением

Различные задачи требуют различного разрешения:

	Объекты	Разрешение, мм	Области применения
	мелкие объекты (монеты и пр.)	0,15 — 0,25	проектирование, обратное проектирование, культура, археология
	детали устройств	0,3 — 0,5	производственный контроль, обратное проектирование, кастомизация
	мебель	0,5 — 1,5	AR, VR, обратное проектирование, производственный контроль
	человеческое тело	1,0 — 1,5	кастомизация, протезирование
	машины и сооружения	2,0	обратное проектирование, производственный контроль, аналитика

Конструкция ручных 3D-сканеров семейства EinScan позволяет менять разрешение в зависимости от размера объекта.

Отдельно нужно отметить, что все эти устройства — собственная разработка конструкторского бюро китайской компании Shining 3D.  У нас есть интересное видео о производителе. Переходите на следующую страницу, чтобы посмотреть «Обзор: Общий взгляд на Shining 3D».

Точность

Точность – параметр, определяющий соответствие 3D-модели реальному объекту. Его величина, указываемая в технических характеристиках сканера, относится, как правило, к одиночному кадру. Иногда используется показатель “объемная точность”, представляющий собой отношение точности трехмерных данных к размеру объекта. Например, объемная точность EinScan HX в лазерном режиме составляет 0,06 мм/м.

Именно точность определяет, подходит ли сканер для проверки качества, обратного проектирования, медицинского применения или иной задачи с жесткими требованиями к этому параметру.

Как правило, чем выше точность сканера, тем выше его стоимость, а высокая точность нужна и достижима не везде — сканирование кузова автомобиля или фюзеляжа самолета с точностью, применяемой в стоматологии и ювелирке, выйдет очень долгим, дорогим и ненужным. Поэтому, чтобы не платить лишнего, при выборе сканера необходимо четко представлять, какая именно точность действительно необходима. 

Скорость сканирования

Скорость сканирования – это характеристика, которая определяет время, необходимое для сканирования заданного объекта. Она может быть выражена общим количеством точек, собранных за одну секунду, числом кадров в секунду, либо количеством секунд, необходимых для выполнения одного сканирования. Чем больше количество собранных точек или кадров в секунду, тем выше скорость сканирования.

Данный параметр особенно важен при сканировании человека, т.к. люди не могут сохранять неподвижность в течение длительного времени. Также скорость важна при сканировании больших объектов, таких как автомобили, здания и т.д. Чем меньше объекты, подлежащие сканированию, тем ниже требования к скорости. 

При помощи 3D-сканера EinScan Pro HD специалисты компании смогли получить высокоточные цифровые модели различных элементов и оборудования пожарной машины. Об опыте мастеров Rosenbauer мы рассказывали в статье «Оцифровка пожарной машины 3D-сканером EinScan Pro HD»

Характеристики сканеров EinScan

Сравнение сканеров

Сравнение источников света

Сравнение точности

В целом, между всеми сканерами серии EinScan Pro нет существенной разницы в точности. Точность сканера EinScan Pro HD составляет 0,045 мм в режиме Handheld HD. Точность других сканеров линейки составляет 0,050 мм. Таким образом, точность не является критическим параметром для выбора подходящего устройства из серии EinScan Pro.

Если необходима высокая точность, то лучшим выбором из всех сканеров EinScan будет модель EinScan HX.

Сравнение разрешения

В качестве примера рассмотрим скриншоты данных, полученных в ручном HD-режиме при помощи сканеров EinScan Pro HD и EinScan Pro 2X Plus, соответственно. Достаточно очевидно, что сканер EinScan Pro HD лучше справляется с захватом мелких деталей, благодаря различным схемам проецирования в ручном HD-режиме.

HD-режим сканирования EinScan Pro HD (разрешение 0,5 мм)

HD-режим сканирования EinScan Pro 2X Plus (разрешение 0,5 мм)

Если требуется наилучшее разрешение при сканировании объектов среднего и большого размера, оптимальным решением будет сканер EinScan Pro HD.

Если возможно использование маркеров, то наиболее подходящим окажется EinScan HX в лазерном режиме.

Сравнение скорости

При сравнении скорости необходимо учитывать два фактора: 

• диапазон одного сканирования;

• количество точек, захватываемых за одну секунду.

Особенности сканеров EinScan и рекомендации по выбору

Einscan Pro 2x 2020

Модель Einscan Pro 2x 2020 пришла на смену Einscan Pro 2x и дополнила линейку универсальных ручных сканеров среднего ценового сегмента. 3D-сканер китайского производителя Shining 3D востребован в разных областях: архитектура и дизайн, реинжиниринг, образование и здравоохранение.

Сканер зарекомендовал себя как инструмент для сохранения культурного наследия, в реставрационных мастерских и пр. Подходит для сканирования человека. Устройство работает в четырех режимах: ручное сканирование — быстрое и в HD, фиксированное и автоматическое сканирование. Доступно несколько режимов выравнивания. Интерфейс для подключения к ПК — USB 3.0. Функционал сканера можно расширить с помощью дополнительных опций.

Фото: einscan.com

Плюсы:

• Большая скорость сканирования.

• Сканирование без маркеров в режиме HD.

• Много режимов работы, большая универсальность.

• Увеличенная область сканирования.

• Больше возможностей обработки в режиме HD.

Минусы:

• Цветное сканирование только с дополнительным модулем.

• Чуть больший, чем у аналогов, вес.

​

Узнайте больше о 3D-сканере Einscan Pro 2x 2020.

EinScan Pro HD

EinScan Pro HD обеспечивает высокое разрешение, выдающуюся точность и беспрецедентную производительность.

Технологии структурированного света, традиционно использовавшиеся только в фиксированном режиме сканирования, теперь используются в режиме handheld rapid – быстрый ручной. Благодаря оптимизированному алгоритму, обеспечивающему минимальное расстояния между точками в 0,2 мм, ручной режим сканирования обеспечивает те же показатели разрешения и точности, что и фиксированный. Всё это делает EinScan Pro HD инструментом, наиболее подходящим для сканирования орнаментов сложной формы и иных произведений искусства со множеством деталей.

Благодаря комплексу аппаратных и программных решений, EinScan Pro HD успешно сканирует самые разнообразные объекты темного или черного цвета, включая металлическое литьё. Благодаря этому обстоятельству сканер находит широкое применение в автомобилестроении и других областях машиностроения и металлообработки.

EinScan H

3D-сканер EinScan H отличается высокой скоростью сканирования и способностью качественно обрабатывать поверхности, имеющие сложную структуру, такие как волосы. Располагает двумя специализированными режимами – для сканирования лица и тела. При сканировании лица (портретный режим) используется инфракрасный свет, который не только полностью исключает дискомфорт для глаз, но и обеспечивает высокое качество сканирования волос. При сканировании тела применяется алгоритм, учитывающий неспособность человека сохранять полную неподвижность больше нескольких секунд. При обработке получаемых данных несоответствия, возникающие при небольших смещениях тела, выявляются и нивелируются.

Основные сферы применения EinScan H:

• ортопедия и протезирование;

• цифровой анализ в медицине. 

EinScan HX

Сканер располагает источниками света двух типов, что обеспечивает качественное сканирование самых разнообразных поверхностей и резко расширяет круг задач, для решения которых он пригоден. Режим со светодиодным источником позволяет выполнять быстрое сканирование без предварительной подготовки, поклейки маркеров. Лазерное сканирование обеспечивает выдающуюся точность и высокое разрешение, в том числе при работе с тёмными и черными поверхностями.

Расширенная область сканирования и высокая скорость делают EinScan HX незаменимым при работе с большими объектами. Наиболее широко эти сканеры используются в машиностроении, особенно в производстве автомобилей.

Основные сферы применения EinScan HX:

• обратное проектирование;

• производственный контроль качества. 

Заключение

Ручные 3D-сканеры серии EinScan производства Shining 3D позволяют решить практически любую задачу, связанную с 3D-сканированием. Они в состоянии сформировать трёхмерную цифровую модель объекта любого размера с любой поверхностью – надо лишь правильно выбрать сканер.