Escáner 3D
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Un escáner 3D es un dispositivo que analiza objetos reales del entorno para recopilar datos sobre su tamaño y color. Los datos recogidos se pueden usar para construir modelos digitales en tres dimensiones, que se usan en un amplio rango de aplicaciones. Estos dispositivos se usan mayormente en la industria cinematográfica y de los videojuegos. También pueden usarse para el diseño, el prototipado, visión por computador y la documentación de artefactos culturales.
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[editar] Funcionalidad
El propósito de un escáner 3D es normalmente crear una nube de puntos geométricos en la superficie del objeto. Dichos puntos se pueden usar para extrapolar el tamaño del objeto (un proceso llamado reconstrucción). Si la información de los colores se recoge en cada punto, entonces los colores de la superficie del objeto también pueden determinarse. Los escáneres 3D son análogos a las cámaras. Como las cámaras, tienen un campo de visión en cono, y también como ellas, solo pueden recoger información sobre superficies que no están oscuras. Mientras que las cámaras recogen información sobre el color de las superficies en su campo de visión, los escáneres 3D recogen información sobre las distancias de las superficies en su campo de visión. La “foto” que se produce por un escáner 3D describe la distancia a la superficie de cada punto en la imagen. En la mayoría de las situaciones, un escáner solo no producirá un modelo completo del objeto. Se requieres varios escáneres, incluso cientos, desde distintas direcciones para obtener información de todos los lados del objeto.
[editar] Tecnología
Existen dos tipos de escáneres 3D. Los de contacto y los de no-contacto. Los de no-contacto se pueden dividir en otras categorías principales, escáneres activos y pasivos. Existen diversas tecnologías que entran dentro de estas categorías.
[editar] Contacto
Los escáneres de contacto sondan el objeto mediante contacto físico. Una MMC (maquina de medición coordinada) es un ejemplo de estos escáneres. Este tipo de escáneres se usa en fabricación y pueden ser muy precisos. Una desventaja de los MMC es que requieren contacto con el objeto a escanear, lo que puede dañar o modificar el objeto. Este hecho es muy importante cuando hablamos de escanear objetos tan delicados como las antigüedades. Otra desventaja de los MMCs es que son muy lentos comparados con otros métodos de escaneado existentes.
[editar] Activos
Los escáneres 3D activos emiten un tipo de radiación y detectan su reflejo para sondar un objeto o entorno. Entre los distintos tipos de radiación utilizados se incluyen: la luz, ultrasonido o rayos-x.
[editar] Pasivos
Los escáneres 3D pasivos no emiten ningún tipo de radiación por si mismos, sino que detectan la radiación ambiental. La mayoría de escáneres de este tipo detectan la luz visible, por su fácil disposición en la radiación ambiental. Se pueden usar también los infrarrojos como radiación. Los métodos pasivos pueden ser muy baratos, porque en la mayoría de los casos no necesitan hardware especial.
[editar] Reconstrucción
Las nubes de puntos producidas por los escáneres 3D no se suelen usar directamente. La mayoría de las aplicaciones no usan dichas nubes de puntos, sino modelos 3D poligonales. El proceso de conversión de las mencionadas nubes en modelos 3D poligonales se llama reconstrucción. Reconstruir implica encontrar y conectar puntos adyacentes para crear una superficie continua. Hay diversos algoritmos disponibles para esto.
[editar] Aplicaciones
[editar] Procesado del material y producción
Escaneado con láser es un método en el cual la superficie es muestreada o escaneada usando la tecnología láser. Existen diferentes áreas de aplicación dependiendo de la potencia de los láseres utilizados y el resultado obtenido del proceso de escaneado. Los láseres de poca potencia se usan cuando la superficie escaneada no debe verse afectada por dicho láser. Dependiendo de la potencia del láser podremos realizar tareas de gravado, soldadura e incluso cortado de materiales.
El principio utilizado en todas estas aplicaciones es el mismo: software que se ejecuta en un PC o en un sistema embebido y controla por completo el proceso, se conecta a una tarjeta de escáner. Dicha tarjeta convierte el vector de datos recibidos en información de movimiento, que se envía a la cabeza del escáner. Dicha cabeza está formada por dos espejos que desvían el haz del láser en un nivel (coordenadas X e Y). La tercera dimensión se obtiene, si es necesario, de un óptico específico que es capaz de mover el punto focal del láser en una dirección en profundidad (eje Z).
La tercera dimensión se necesita para algunas aplicaciones especiales, como el prototipado rápido, en el cual un objeto se construye capa a capa.
[editar] Entretenimiento
Los escáneres 3D se usan en la industria del entretenimiento para crear modelos digitales 3D para películas y videojuegos. En algunos casos donde el modelo real existe, es mucho más rápido escanearlo que crear manualmente un modelo utilizando software de modelado en 3D. Normalmente, los artistas esculpen los modelos físicos de lo que quieren y los escanean a formato digital en vez de crear directamente los modelos en un ordenador.
[editar] Patrimonio cultural
Hay muchos proyectos de investigación en los que se realiza el escaneado de lugares y objetos históricos:
- Estatuas de Michelangelo
- Monticello Virtual
- El modelo de Roma “Plastico di Roma antica”
