Hoe een 3D-scanner te bouwen met een webcam en een handlaser
NieuwsWist u dat u een nauwkeurige 3D-scanner kunt maken zonder robotarmen, dure lasers, dure software en een doctoraat in verschillende geheimzinnige wetenschappen??
Zoals het blijkt, als je dat laatste stukje simpelweg uitbesteedt aan de wetenschappers; al het andere is relatief goedkoop en gemakkelijk te verkrijgen.
Dat is hoe de DAVID laserscanner is ontstaan. Het is het resultaat van werk uitgevoerd door sommige academici die besloten dat er een manier moet zijn om diepte- en contourinformatie te bemachtigen met een enkele camera en enkele eenvoudige referenties.
De software heeft slechts een paar van deze referenties nodig om een echt object in een computerweergave te kopiëren. Een 90-graden scanbehuizing en een lijnlaser doen het harde werk aan uw kant. Beide zijn bekende grootheden, wat betekent dat door de laser in de behuizing te schijnen, we een heldere 'V' van licht zien die precies het vlak van de laser beschrijft.
Als we een object in de scanbehuizing plaatsen en dezelfde laser erop richten, hebben we nog steeds dezelfde referenties voor het vlak van de laser - maar nu beschrijft de laser ook een contour van het object. Vervolgens kunt u, door de bekende referenties te nemen, die contour interpoleren in een verzameling punten - of hoekpunten - in de 3D-ruimte.
Het concept is eenvoudig, maar het is volledig afhankelijk van de nauwkeurigheid van de behuizing en de juiste kalibratie van het camerabeeld.
DAVID uitpakken
Download eerst de gratis versie van DAVID. Er is geen installatieprogramma vereist om het pakket te activeren - u kunt het gewoon in een map op uw computer uitpakken. U moet ook controleren of uw pc is bijgewerkt naar ten minste versie 2.0 van .NET. Dit moet al aanwezig zijn als u automatische updates gebruikt, maar u kunt het handmatig installeren vanuit Windows Update of de gedistribueerde versie voor uw editie van Windows rechtstreeks downloaden van microsoft.com, indien nodig.
Als u DAVID wilt uitvoeren, moet u de map openen waaruit u de toepassing hebt geëxtraheerd en 'Start_David.bat' of 'David- Laserscanner.exe' uitvoeren. Het batchbestand controleert of .NET 2.0 is geïnstalleerd, dus als u weet wat u doet, kunt u het uitvoerbare bestand rechtstreeks uitvoeren.
U kunt met de software spelen als u het bestand 'AngelScan.zip' uit de sectie Downloads op de DAVID-site haalt. Pak het bestand uit en plaats de ingesloten AVI-bestanden op uw computer. Open DAVID en werk je weg naar de kalibratiepagina. Selecteer 'Video Grabber' in sectie één en zoek vervolgens het bestand 'angel_calib_wmv.avi' in het dialoogvenster Openen dat verschijnt. Hiermee wordt de kalibratievideo geopend. Klik op 'Camera kalibreren' en klik vervolgens op 'Volgende'.
Klik nu op de knop 'Camera' in sectie één en open het bestand 'angel_scan-wmv.avi' om de scanvideo te laden. De voorbeeldvideo zou moeten beginnen met spelen. Klik op de knop 'Start' in sectie één en DAVID begint met het bouwen van het 3D-model. U zult merken dat de gradiënten tussen de kleuren in het voorbeeldmodel goed gedefinieerd zijn, met relatief weinig grafische ruis of gaten.
Bekijk vervolgens de snelheid waarmee de laser scant en bekijk hoe de volledige gegevens in slechts enkele passages worden verzameld. Klik op '3D weergeven' in sectie drie en je ziet de scan in 3D. Dat is het soort kwaliteit waar je naar op zoek moet zijn als je je eigen objecten gaat scannen. Maar voordat je dat kunt doen, moet je je eigen behuizing bouwen.
De behuizing bouwen
De nauwkeurigheid van uw behuizing is het belangrijkste onderdeel van het scansysteem. De zijkanten moeten vrij zijn van vervorming en precies 90 graden zijn ingesteld. Als u de juiste hoek niet kunt vinden, is de kalibratie onjuist en het gescande model vervormd.