1.3 Области применения
Задачи, решаемые методом неконтактного лазерного, можно условно объединить в несколько больших категорий:
Т ехническое проектирование:
- индустриальный дизайн, создание вручную 3D-моделей и их оцифровка с последующей доработкой методами машинной графики; - создание 3D-моделей имеющихся штампов, пресс-форм и других изделий сложной формы, например, уникальных, в случае необходимости их изменения, ремонта или повторного воспроизведения; - инженерный 3D-анализ, измерение геометрических параметров изделий, которые не могут быть измерены стандартными методами; - On-Line контроль качества (проверка точности изготовления) (CAI, CAT).
Архитектура:
- в ходе реставрации, путем создания банка электронных копий (виртуального архива) и последующего изготовления или восстановления (промышленного воспроизведения) оригиналов скульптур и других рельефных изделий (сувениров, украшений, барельефов, горельефов и т. д.);
- создание виртуальных архитектурных музеев.
М едицина:
- хирургическое планирование, ортопедия, протезирование, пластическая хирургия, косметология, стоматология.
Дизайн, компьютерная графика, анимация.
Археология:
- виртуальное сохранение произведений искусства;
- создание 3D-документации;
- виртуальная реставрация, а также копирование для последующей репликации; - создание виртуальных музеев.
Последняя упомянутая область применения трехмерного сканера исключительно важна. Мы были свидетелями того, как в пылу боевых действий в одночасье был разграблен багдадский музей древностей Междуречья. А сколько бесценных экспонатов сгорает в огне пожаров, гибнет при наводнениях, землетрясениях и других катаклизмах. Оставить потомкам не плоскую фотографию, а трехмерную цифровую модель поможет воссоздание с помощью 3D-принтера.
Техника трехмерного сканирования, проходящая испытание в Британском музее,
способна
приблизить время создания его виртуального
аналога. Новым методом лазерного
сканирования предполагается сделать
цифровые копии с хрупких глиняных
табличек, найденных в Междуречье.
Помощник хранителя отдела Древнего
Ближнего Востока рассказал, что это
что-то вроде фотокопирования, только в
миллионы раз мощнее. В случае успеха
трехмерное изображение табличек должно
появиться на сайте музея, а цифровые
копии позволят специальным устройствам
создавать точные копии оригинала.
Идея возникла тогда, когда для выставки, посвященной древнему ассирийскому царю Ашшурбанипалу, потребовались копии тысячи глиняных табличек. Дело в том, что в Британском музее находится несколько тысяч табличек из библиотеки царя. Это словари, сказания и списки домашних животных. Копирование столь большого количества предметов традиционным методом заняло бы несколько лет. Новый лазерный сканер позволяет сократить этот срок до считанных недель. Не стоит забывать, что клинописные таблички очень хрупкие объекты. Они могут разрушиться от легкого прикосновения, а луч лазера не способен нанести им вред.
Для пробной работы две глиняные таблички переданы шотландской компании Kestrel 3D. Музей рассчитывает получить результаты эксперимента в ближайшее время. Если опыт окажется удачным, в будущем хранители фондов надеются выставить в Интернет значительную часть музейной коллекции, и тогда все желающие смогут наслаждаться "сказанием о Гильгамеше" в оригинале.
В 2000 году неконтактный лазерный сканер Minolta VI-700 3D Digitizer использовался для сканирования и восстановления знаменитой доисторической пещеры в Испании - Алтамира. Известная во всем мире известняковая пещера была обнаружена в 1879 году. Почти 200 наскальных рисунков животных украшают Алтамир. Это 38 бизонов, 10 волов, 26 лошадей, 14 козлов, 63 оленя, 5 диких боровов, 1 мамонт, 1 лось, 1 кот, 1 рыба, 1 волк, 10 неопределенных фигур, 9 антропоморфических фигур и почти сотня надписей. Возраст картин оценивается в 15 000 лет.
В 1973 году пещеру посетили более 177 тыс. человек. Такое количество любопытных туристов привело к изменениям влажности и температуры в помещении исторического объекта. Частицы и секции хрупких картин начали падать с потолка. В 1978 году было решено закрыть историческое сокровище, чтобы избежать серьезных повреждений наскальной живописи. Когда пещера была повторно открыта в 1982 году, только 35 туристам в день разрешалось ее посещать. Из-за невозможности удовлетворить всех желающих, управление археологическим музеем решило построить точную копию пещеры, используя современную технологию.
Единственным 3D-сканером, который мог решить эту задачу, оказался Minolta VI-700, который и использовали, чтобы оцифровать каждую деталь пещеры. Более 6 миллионов геометрических точек были отсканированы Minolta VI-700 только на потолке (фото 10).
После восьми месяцев работы было снято и оцифровано около 3 000 квадратных метров поверхности. Большинство цифровых цветных рисунков высокого разрешения были виртуально восстановлены. Сшитые по участкам трехмерные модели с помощью программы RapidForm2000 позволили воссоздать пещеру с использованием специальной технологии в масштабе 1:1 сначала из силиконовых, а затем из кремниевых секций.
Копия пещеры - Алтамира II теперь входит в состав комплекса музея. Посетители могут увидеть залы пещеры, минуя стальной пешеходный мост и отверстие, соединяющее искусственный объект со зданием музея.