В области 3D -моделирования несколько передовых технологий направлены на захват и создание подробных цифровых представлений о реальных объектах и ​​средах мира.

Эти технологии произвели революцию в таких отраслях, как архитектура, инженерия и развлечения, путем обеспечения точных и эффективных процессов моделирования.

Среди наиболее заметных методов - фотограмметрия и лазерное сканирование. Оба метода способны создавать точные 3D -модели, но они используют совершенно разные подходы.

Получить представление о сильных и слабых сторонах фотограмметрии и лазерного сканирования в трехмерных приложениях. Узнайте, какая технология лучше всего подходит для вашего проекта.

Что такое фотограмметрия?

Фотограмметрия - это метод, который использует фотографии для измерения и интерпретации физических объектов или функций окружающей среды.

Анализируя несколько изображений, взятых под разными углами, фотограмметрия может реконструировать трехмерную модель объекта или сцены.

Основным принципом фотограмметрии является триангуляция, где точные позиции точек на объекте определяются с использованием точек пересечения линий зрень из нескольких изображений.

Этот метод обеспечивает точные измерения и трехмерную реконструкцию без необходимости физического контакта с объектом.

Операционные принципы

Захват изображения

Первый шаг в фотограмметрии состоит в том, чтобы захватить серию перекрывающихся фотографий объекта или сцены с разных сторон.

Это может быть достигнуто с использованием стандартных цифровых камер, дронов или специализированных фотограмметрических камер. Крайне важно обеспечить достаточное перекрытие между изображениями для точной триангуляции.

Обработка программного обеспечения

После захвата изображений они импортируются в программное обеспечение для фотограмметрии. Программное обеспечение идентифицирует общие точки в перекрывающихся изображениях и использует эти точки для выравнивания изображений друг с другом.

Затем расширенные алгоритмы выполняют триангуляцию, чтобы определить точные 3D -координаты точек на объекте.

Генерация 3D -моделей

После обработки изображений программное обеспечение генерирует плотное облако точек, которое представляет геометрию поверхности объекта.

Это облако точек может быть дополнительно обработано для создания подробных трехмерных сетей. Сопоставление текстуры можно применять с использованием оригинальных изображений, чтобы добавить реалистичные цвета и детали в модель.

Что такое лазерное сканирование?

Лазерное сканирование - это технология, которая измеряет поверхностные расстояния за счет освещения целей с лазерами и анализа отраженного света.

Этот процесс генерирует точную тройку информацию о форме и особенностях целевого объекта. Основным принципом лазерного сканирования является время - Измерение полета, где время, необходимое для лазерного луча для возвращения к датчику, используется для расчета расстояния до поверхности. Этот метод может создать очень точные 3D -модели.

Операционные принципы

Эмиссия лазерных лучей

Лазерные сканеры быстро излучают серию лазерных лучей по широкому рисунку, сканируя поверхность цели. Эти балки, часто невидимые для невооруженного глаза, могут относительно быстро покрывать большие области.

Вращающее зеркало или призма в сканере направляет лазерные лучи в различных направлениях, обеспечивая полное охват цели.

Измерение расстояний

Когда лазерные лучи освещают поверхность, они отражаются обратно к сканеру. Сканер измеряет время, необходимое для возвращения каждого луча, известного как время полета.

Это время затем используется для расчета расстояния до поверхности со скоростью света. Этот процесс повторяется миллионы раз в секунду, что позволяет сканеру захватить плотный набор измерений расстояния.

Поколение точечных облаков

Каждое измерение расстояния регистрируется как точка в 3D -системе координат. Сбор этих точек образует облако точек, представляющее геометрию поверхности отсканированного объекта или среды.

Точечные облака могут содержать миллионы до миллиардов отдельных точек, обеспечивая очень подробное и точное представление отсканированной области.

Преобразование в 3D -модели

Специализированное программное обеспечение затем используется для обработки данных облака точек для создания 3D -модели. Это включает в себя фильтрацию и очистку данных для устранения шума и артефактов, за которыми следуют алгоритмы, которые преобразуют облако точек в непрерывную поверхностную сетку.

Полученная 3D -модель может быть дополнительно уточнен и текстурирована для создания реалистичного и точного цифрового представления исходного объекта или среды.

Ключевые различия между фотограмметрией и лазерным сканированием

Выбор между фотограмметрией и лазерным сканированием зависит от конкретных требований проекта, включая желаемую точность, бюджет, время обработки и опыт пользователя.

Их четкие различия описаны следующим образом:

Как преимущества, так и недостатки

Фотограмметрия

Преимущества:

Стоимость - Эффективно: Photogrammetry requires minimal investment compared to laser scanning. A good quality camera and software are generally sufficient to get started, making it accessible to hobbyists and small businesses.

Гибкий: This method is highly adaptable and can be used in various environments. It is suitable for capturing large outdoor scenes as well as smaller, intricate details.

Не - Инвазивный: Since it relies on photographs, photogrammetry does not physically interact with the objects being modeled, making it ideal for delicate or culturally significant artifacts that must be preserved in their original state.

Недостатки

Более низкая точность в некоторых случаях: While photogrammetry can produce detailed models, its accuracy is often lower compared to laser scanning, especially when capturing fine details or complex surfaces.

Затронуто факторам окружающей среды: Lighting conditions, weather, and other environmental factors can significantly impact the quality of the photographs and, consequently, the accuracy of the 3D model. Shadows, reflections, and inconsistent lighting can introduce errors.

Лазерное сканирование

Преимущества:

Высокая точность: Laser scanning provides exceptionally accurate measurements, making it ideal for applications where precision is critical, such as in engineering, architecture, and quality control.

Подходит для сложных структур: Laser scanners can effectively capture the intricate details of complex geometries, including irregular surfaces and fine features that are challenging for photogrammetry.

Не затронут освещением: Laser scanning technology is not dependent on ambient light conditions. It can operate effectively in various environments, including low-light or no-light settings, without compromising accuracy.

Недостатки

Дорогой: The initial cost of acquiring laser scanning equipment is significantly higher compared to photogrammetry. This includes the price of the laser scanner itself, as well as the software and hardware required for processing the data.

Требует специализированного оборудования и обучения: Operating a laser scanner and processing the resulting data require specialized knowledge and training. This can limit accessibility and increase operational costs due to the need for skilled personnel.

Что более подходит для 3D -приложений？

При принятии решения о том, является ли 3D -сканирование или фотограмметрию более подходящим для вашего проекта, основными факторами, которые следует учитывать, являются размер области, которую вы хотите моделировать, и уровень точности, который вам требуется.

Для небольших - масштабных проектов, где точность детализации не имеет решающей степени, например, создание визуализаций или базовые измерения трехмерных моделей, фотограмметрия может быть достаточно и легче получить.

Например, в архитектурном проектировании и городском планировании фотограмметрия может использоваться для создания очень точных трех -размерных моделей, поддержки архитектурного дизайна, планирования земель и планирования инфраструктуры.

В сохранении культурного наследия и археологии фотограмметрия используется для оцифровки записей и сохранения исторических реликвий и памятников, а также для изучения древней архитектуры и участков.

Кроме того, в кинопроизводстве и разработке игр фотограмметрия используется для создания реалистичных виртуальных сцен и моделей персонажей, обеспечивая поддержку визуальных эффектов для фильмов, телешоу и видеоигр.

Однако для крупных - масштабных проектов, которые требуют высокой точности, таких как инженерные опросы, городское планирование или сохранение архитектуры, лазерное сканирование может быть предпочтительным из -за ее превосходной точности и способности захватывать сложные структуры.

Обратная инженерия

Точность имеет первостепенное значение при разработке деталей. Если вам нужно переоборудовать детали и требовать точного соответствия, это особенно верно.

Чтобы достичь этого уровня точности, вам нужно 3D -сканирование. Используя фотограмметрию, даже небольшие ошибки могут привести к значительным ошибкам в дизайне или общем смещении измерения, например, в архитектурном дизайне.

Частичная проверка

По тем же причинам, что и обратная инженерия, лучше всего использовать 3D -сканирование для проверки деталей. Высокая точность необходима для обеспечения того, чтобы ваши части соответствовали стандартам. Если вы используете метод более низкой точности, такой как фотограмметрия, результаты вашего измерения могут быть ненадежными.

Заключение

Мы углубились в различия между фотограмметрией и лазерным сканированием, как мощными инструментами для создания 3D -моделей.

При выборе между фотограмметрией и лазерным сканированием необходимо учитывать многочисленные факторы, включая масштаб проекта, необходимый уровень детализации, бюджетные ограничения и доступное оборудование и опыт.

Нет никого - Размер - Подходит - Все решения, поскольку каждая технология имеет свои преимущества и ограничения. Поэтому я призываю читателей активно исследовать фотограмметрию и лазерное сканирование, чтобы найти метод, который наилучшим образом соответствует их потребностям. Пробуждение различных методов может принести новые идеи и инновационные решения.

Если вы рассматриваете возможность покупки профессионального 3D -сканирующего оборудования, будь то для личного или профессионального использования, не стесняйтесь обращаться к нашим профессиональным поставщикам услуг или просматривайте наш ассортимент продукции.

В Scantech мы предлагаем различные 3D -сканеры и системы, и наши инженеры всегда доступны для предоставления советов экспертов, чтобы помочь вам принимать обоснованные решения.