Picture
Искусство оцифровки не терпит суеты
Построение компьютерных моделей трехмерных объектов, как правило, требует серьезных усилий со стороны коллектива программистов. Специализированные "трехмерные" сканеры позволяют сократить процесс оцифровки с нескольких месяцев до нескольких часов.

По всей видимости, единственной фирмой, продвигающей подобную технику в России, является Trans-Ameritech. Уже в течение пяти месяцев она продает механический сканер MicroScribe-3D американской компании Immersion, выпускающей также периферию для мультимедиа - сложные джойстики, детекторы движения и т. д.

Основу сканера составляет "рука" - прецизионный щуп на трехшарнирном рычаге, в суставах которого находятся механические микродатчики. Принцип работы достаточно прост: щупы отображают сканируемые поверхности как массивы трехмерных точек. Делятся же сканеры на четыре класса - ультразвуковые (генерирующие ультразвуковые волны и воспринимающие их с помощью расположенных на полу или потолке датчиков), магнитные (базирующиеся на сходных принципах и использующие магнитное поле для определения пространственных координат), механические и лазерные. Первые три типа в основном представлены ручными устройствами, в которых оператор как бы прорисовывает щупом линии на поверхности сканируемого объекта. Ультразвуковые и магнитные сканеры крайне чувствительны к различного рода "шумам". Первые могут реагировать на всевозможные погодные явления, звуковые волны, создаваемые другим оборудованием, кондиционерами или даже флюоресцентными лампами, а источник помех для вторых -имеющиеся в помещении металлические объекты. Лазерные сканеры в большинстве случаев автоматические и соответственно более дорогие. Исключение "человеческого фактора" из процесса сканирования приводит к невозможности отразить ту или иную часть объекта более подробно. В результате перевод массива трехмерных точек в изображение может потребовать повторного сканирования с меньшим или большим шагом и сопряжения результатов нескольких проходов.

Механические сканеры кажутся золотой серединой - достигаемая точность - 0,4-0,2 мм - в несколько раз меньше, чем у лазерных щупов, но больше, чем у магнитных и ультразвуковых. При этом механические сканеры с ручным щупом стоят в 10-100 раз меньше, чем их лазерные собратья.

Продвигаемый компанией Trans-Ameritech механический трехмерный сканер MicroScribe-3D позволяет обрабатывать сферы диаметром до 1,3 м с точностью 0,0038 рад (0,2 мм). Сканер позволяет вводить данные о тысяче точек в секунду. Программное обеспечение воспроизводит точки на экране монитора, строит приближенные кривые (полигональные кривые, сплайны или "непсы"), сеточным способом натягивает на них поверхность и затем закрашивает ее. Оно позволяет также редактировать изображения: собирать несколько объектов воедино, отображать модель относительно плоскости, оси или центра симметрии и т. д. Большой набор щупов предназначен для исследования впадин и внутренних поверхностей объекта.

В процессе работы со сканером MicroScribe-3D оператор, используя ножные педали и две кнопки мыши, сначала отмечает три реперные точки на поверхности объекта. Затем вручную водит щупом по поверхности устройства. Здесь возможны два режима. В полуавтоматическом сканер отмечает узловые точки на одинаковом расстоянии друг от друга. Однако при этом на поверхности может оказаться слишком много точек. Это, помимо излишних затрат на расчеты, приводит к тому, что полигональные или сплайновые приближения сечений становятся немонотонными. В другом случае каждую узловую точку художник отмечает нажатием на педаль. Оцифровка с помощью MicroScribe-3D занимает три-четыре часа. При необходимости часть объекта может быть проработана более детально.

В Соединенных Штатах MicroScribe-3D компании Immersion достаточно популярен (в год продается несколько тысяч сканеров), и потому большинство программ для компьютерной анимации имеют драйверы для работы с ним. Существуют и специально разработанное программное обеспечение - например, HyperSpace самой Immersion и более удобная, но менее мощная программа Amapi фирмы Yonowat.

Рекомендованная Trans-Ameritech цена на MicroScribe-3D с пакетом Amapi составляет 4,5 тыс. долл. Драйвер для подключения сканера к 3D-Studio Max стоит 80 долл., а пакет HyperSpace - 700 долл. В США сканер продается за 2995 долл. (без Amapi, которая обойдется еще в 200 долл.). Разница в цене, таким образом, получается достаточно ощутимая. Представители Trans-Ameritech предпочли не комментировать продукцию конкурентов Immersion и не сообщать какие-либо сведения о них. Мотивировали это тем, что "просто не удосужились узнать названия этих компаний". Такое отсутствие интереса выглядит довольно странным, поскольку рынок трехмерных сканеров, конечно же, не ограничивается одним-единственным MicroScribe-3D. Компания Faro выпускает механическое устройство Space Arm, Polphemus - плоский трехмерный магнитный сканер 3DRAW PRO, в котором вместо "руки" используется магнитное перо. Впрочем, отсутствие конкуренции всегда плохо сказывается на ценах.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями