3D Skanna med Kamera

Det behöver inte kosta flera tusenlappar att skanna ett objekt till en 3D-modell. Nu kan du använda din mobilkamera för att göra det, eller vilken annan kamera som helst.

Fotogrammetri är en metod där du tar bilder av ett objekt som skannas från alla sidor och sedan konverterar det till ett 3D-objekt med dedikerad programvara. Detta kan vara ett enkelt och prisvärt sätt att 3D-skanna ett objekt.

Om du vill gå in i världen för 3D-skanning men inte är redo att betala stora summor pengar för en 3D-skanner kan denna gör det själv guide vara rätt val för dig. Nedan finns en lista över de mest populära DIY 3D-skannrarna från 2019. Men innan det, låt oss ta en lite mer djupgående titt på programvaror för fotogrammetri och 3D-skanning.

Fotogrammetri

Fotogrammetri, processen för att uppskatta 3D-koordinater från flera bilder av samma objekt, är den överlägset din billigaste porten till 3D-skanning. Medan vissa professionella långsiktiga antennscannrar enkelt kan kosta hundratusentals euro, kan du kanske använda kameror hängande i ballonger (eller drakar) för att uppnå resultat av professionell kvalitet för 1% av den kostnaden.

Att använda en smarttelefonkamera gör också jobbet. Dagens smarttelefonkameror är tillräckligt bra för att uppnå ett väldigt fint utskrift av ett helt projekt. Ställ helt enkelt in kameran i manuell exponering, håll kameran (eller smarttelefonen) i handen och knäpp fotona runt ditt valda mål, från så många vinklar du kan.

Se till att det finns en bra överlappningsnivå i synfältet mellan de olika bilderna (70-80%). Försök också att hålla ett konstant avstånd från ditt föremål och hålla det i mitten av ramen. Du kan börja med att ta 50 foton, men ju fler bilder du tar, desto mer exakt kommer din slutmodell sannolikt att bli.

Fotogrammetri bygger starkt på kvaliteten på programvaran som används för att korrelera alla bilder och extrahera lämplig uppsättning koordinater som definierar ditt objekt. Jämfört med laserbaserade system är alltså programvarans roll i redigering, rengöring, läkning, inspektion och återgivning av dina skanningar ännu viktigare.

Programvara för 3D Skanning

Du har många alternativ på marknaden för programvara för att återge och redigera information som härrör från en 3D-skanning. Vanligtvis kan denna typ av programvara vara ganska dyr, och professionella hårdvarutillverkare tillhandahåller ofta sin egen mjukvarulösning för att ta jobbet.

Ändå, om du har ett öga på fotogrammetri, kan du använda en kombination av olika fritt tillgängliga programvara, inklusive ColMap eller VisualSFM i kombination med CMVS-PMVS. Dessa kan bearbetas vidare med öppna källkodsprogram som MeshLab, Blender eller Cloud Compare för korrekt rendering och redigering av den fångade informationen.

Om du går efter ett allt-i-ett-paket direkt från din smartphone eller surfplatta kan du tänka på TRNIO (iOS), som använder molnbaserad datoranläggning, eller SCANN3D (Android), som fungerar lokalt. (Du kanske vill ha en avancerad enhet för den andra.)

För datorbaserad behandling, överväga Agisoft Photoscan eller Reality Capture. 3DF Zephyr erbjuder en gratis version som gör att du kan bearbeta upp till 50 bilder. Autodesk erbjuder också reality-programvaran ReCap för både datorer och mobilsystem. Det kan användas för fotogrammetri av laserbaserade skanningar.

30$ Skanner

Detta är ett av de enklaste 3D-skannerprojekten du kan bygga. Den grundläggande idén är att montera en plattform som du dockar en smartphone på. Allt du behöver är en platta som fritt roterar runt dess vertikala axel.

För att fungera måste du ansluta telefonens headset. Volymknappen måste installeras på sin plats under handveven. Den utlöser kameran på distans och tar 55 foton för varje full rotation av objektet som skannas.

Siffrorna säger mycket om denna 3D-skanners skivspelare. Designen, tillverkad av Daveyclk, har laddats ner mer än 170 000 gånger från Thingiverse. Du är gratis att ladda ner alla filer som behövs för 3D-utskrift av denna skivspelare.

Eftersom inga motorer eller elektronik används i den här designen behöver du inte någon form av drivrutiner (eller anslutning till din dator). Men för att få en massa bilder konverterade till ett 3D-objekt behöver du fotogrammetri-programvara. Designern föreslår att man använder 3DF Zephyr för den här uppgiften.

3D Skanna med sin kamera

Ibland kan du fånga dig själv att du önskar en digital 3D-representation av ett fysiskt objekt. Kanske gör du en ersättningsdel för ett trasigt verktyg eller designar en modern vas inspirerad av den organiska formen av en familjens arv. Du kan köpa en 3D-skanner för jobbet, men varför investera i ny utrustning när allt du behöver är en vanlig 2D-kamera, som den du antagligen har i fickan?

Att skapa en 3D-skannerkamera från en som tar 2D-bilder är i själva verket möjligt – nyckeln är vinklar och många av dem. Processen är enkel: Ladda ner en app på din smartphone, knäpp många bilder av samma objekt från flera vinklar och mata dem till någon speciell programvara för att producera en 3D-design.

Naturligtvis finns det mindre detaljer att överväga i praktiken för att optimera skanningen, men metodiken är ganska enkel.

Bara för att notera att det finns elektroniska enheter på marknaden som fungerar tillsammans med en smartphone eller surfplatta för att producera en 3D-skanning, men vi kommer främst att prata om att använda en smartphone i sig för att skapa en 3D-skannerkamera i den här artikeln.

Förbered för fotografering

3D-skanningsprocessen startar innan några bilder tas, för att optimera den fysiska miljön där skanningen kommer att äga går långt mot att producera en renare modell. Precis som det är i digital fotografering, är det lättare att få de fysiska fotograferingsförhållandena (eller i detta fall, skanning) så perfekta som möjligt, snarare än att fixa en massa problem vid efterbehandlingen.

Det du vill ha på en 3D-skanningsplats är:

• Mjuk belysning
• Ren bakgrund
• Matta icke-reflekterande ytor
  

Börja fotografera objektet

Vid denna tidpunkt måste du bestämma om du kommer att röra smarttelefonen eller skrivbordsprogramvaran med din 3D-skannerkamera. Att välja smarttelefonsvägen innebär att du kommer att få en mer vägledd och okomplicerad upplevelse, medan att välja skrivbordsprogramvara ger dig mer flexibilitet för att manipulera fotona. Alternativet du väljer beror på hur exakt du behöver den inledande skanningen och hur mycket du är villig att investera i processen.

Oavsett vilken programvara du valde att använda, är processen att ta fotona och använda själva 3D-skannerkameran densamma. Processen innebär att ta överlappande bilder av objektet från många olika vinklar. Ett vanligt sätt att göra detta är genom att gå runt objektet när ’skanningen’ fortskrider, och därmed flytta kameran och fånga olika vinklar på objektet för att sy till en 3D-modell.

Det är värt att notera uttryckligen att du aldrig ska flytta objektet under skanningsprocessen. Flytta bara dig själv eller kameran runt den.

Var inte rädd för att upprepa bilderna, särskilt de som kräver besvärliga vinklar. Det är ju mycket lättare att peka på en kamera än att bygga om en saknad del av en 3D-modell.

Sammanställ 3D modellen i programvara

Efter att ni har tagit alla fotografierna / bilderna så ska dessa sammanställas till en 3D-modell i datorn.

Det finns olika program för att göra detta automatiskt, och några är listade längre upp. Oavsett program, så är slutprodukten densamma, en 3D modell över det bilderna visar.

Efter att modellen är skapad i programmet, så behövs det ofta lite finslipning för att få den perfekt enligt era egna önskemål.

Sammanfattning

I denna guide har vi gått igenom hur man 3D skannar med Fotogrammetri-metoden, genom att ta bilder med en kamera för att sammanställa bilderna till en 3D modell.

Det går att göra med i princip vilken digitalkamera som helst. Mobilkameror nuförtiden är bra, och dessa är väl lämpade för uppgiften.

Även processen att ta bilderna kan underlättas med exempelvis den 3D utskrivna stativet från Thingiverse för ca 30$.

Det är en kul ”gör-det-själv” uppgift att 3D skanna något med kamera, och resultatet blir bra om man är duktig på det. Ju mer man övar desto bättre blir man på det.

Man kan säga att tricket är att ta bilderna på rätt sätt.

Hoppas ni har fått nytta av denna guide.