3D Tarayıcı Nedir? 3D Tarayıcı Seçerken Nelere Dikkat Etmeli?

“3D tarayıcı” (veya İngilizcesi ile “3D scanner”) terimini gördün ve ne olduğunu merak mı ettin? Peki bir 3D tarayıcı tam olarak nedir ve nasıl kullanılabilir?

3D tarama, gerçek bir nesneyi veya ortamı analiz edip yakalar ve topladığı veriler yardımıyla sanal bir 3D model oluşturur. 3D tarayıcı, bu verileri toplamak ile sorumlu olan bir araçtır.

3D Tarama ve 3D Baskı
3D Taramanın Temelleri
1. Donanım
2. Yazılım
3D Tarayıcı Türleri
1. Profesyonel
2. Tüketici
3D Tarama ve 3D Baskı Süreci
İlgili Makaleler

3D Tarama ve 3D Baskı

3D tarama, birden çok perspektif gerektirir. (Kaynak: 3dscanexpert.com)

Eğer özel bir nesnen varsa ve onu yeniden üretmek istiyorsan, onu 3D modellemek zorunda mısın? Hayır. Tam da bunun için 3D tarama ve 3D baskı var. Nesnenin kopyasını oluşturmana yardımcı olmak için bir arada çalışıyorlar.

Peki bir nesneyi 3D taramak ne anlama geliyor? 3D baskı ne anlama geliyor? Esasen, iki teknoloji birbirinin tersidir. Biriyle gerçek bir nesneyi sanal bir nesneye dönüştürebilirken diğeriyle, sanal bir nesneyi gerçeğe dönüştürürsün. Elbette, hem 3D tarama hem de 3D baskı yapabilen tek bir makine olsaydı harika olurdu.

3D Taramanın Temelleri

3D tarayıcı, dijital bir model oluşturmak için bir nesnenin veya ortamın fiziksel verilerini toplayan bir cihazdır. Bu veriler hacim, doku ve rengi içerebilir.

İki ana 3D tarayıcı türü vardır: temaslı veya temassız.

Temaslı 3D tarama, bir sonda ile donatılmış robotik kol gibi bir tür kol kullanır. Nesne yerine sabitlendiğinde, prob, konum ve mesafe ile ilgili bilgileri toplamak için nesnenin yüzeyine dokunur. Sonda nesneyi tararken, 3D modeli oluşturan koordinatları eşler. Bu teknoloji çoğunlukla imalatta kullanılır ve diğer tekniklere göre yavaştır. Ayrıca, hedef nesneyle fiziksel temas gerektirir ve bu da nesneye zarar verebilir.

Temassız 3D tarama, hedef nesneden kaynaklanan radyasyonun toplanmasını içerir ve aktif veya pasif teknikler kullanabilir:

Aktif tarayıcılar, tipik olarak ışık (optik) veya lazer olmak üzere iki teknoloji ile radyasyonu yayar ve nesnenin yüzeyinden yansıyanı toplar.
Pasif tarayıcılar, başka bir kaynaktan gelen ve nesnenin yüzeyi tarafından yansıtılan ortam radyasyonunu toplar.

Kullanılan teknik ne olursa olsun, temassız tarayıcılar, alınan radyasyonun göreceli güçlerine bağlı olarak “gördüklerinin” ağlarını oluşturur.

Donanım

Bir 3D tarayıcı seçmeden önce, ne tür bir kalite istediğine karar vermen gerekir. Çoğu kez daha pahalı olan “profesyonel” bir tarayıcıdan, akıllı telefon veya tablet ile taramaya kadar uzanan birçok seçenek var. Özellikle telefonlar ile 3D tarama yapmak 3D nesneleri taramaya ve daha sonra düzenlemeye alışmak için çok faydalı.

Profesyonel cihazlar için bile dikkate alınması gereken bazı özellikler vardır. Örneğin, tarama şekli farklıdır. Başlıcaları;

Elle yönlendirilen 3D tarayıcılar
Sabit 3D tarayıcılar
3D tarayıcı kitleri

En esnek olanı, ne belirli bir boyuttaki nesneye ne de bir yere bağlı olmadıkları için elle yönlendirilen 3D tarayıcılardır. Buna karşılık, sabit 3D tarayıcılar, görüntüyü yakalama hareketlerini daha doğru kontrol edebilmesi ve nesne yerleşiminin düzgün yapılması için tasarlanmıştır.

3D tarayıcı kitleri, birkaç istisna dışında düşük bir fiyata satın alınabilme avantajına sahiptir. Ancak bu kitler, kendin yap ilkelerine göre satılmaları ve müşterinin kendisinin inşa etmesi gerekmektedir. Çoğu durumda, bu her zaman o kadar kolay olmuyor. Belli bir miktar bilgi ve el becerisi gerekir.

3D tarayıcılar arasındaki bir diğer önemli ayrım, 3D fotoğraf tarayıcıları ile 3D lazer tarayıcılar arasındaki farktır. 3D fotoğraf tarayıcı ile, çekilecek nesnenin bir kamera ile farklı açılardan fotoğrafı çekilir. 3D lazer tarayıcıda ise, bir lazer, yakalanacak nesnenin yüzeyini tarar. Bu genellikle bir 3D fotoğraf taramasından daha doğru sonuçlar verir.

Yazılım

Bir 3D tarayıcı kullanmak için yazılım da gereklidir. Tarayıcının yanında eksiksiz bir yazılım yelpazesi de mevcuttur. Tarayıcına uygun yazılım kullanılması önemlidir. Hangi tekniği kullanıyor olursan ol, yakalanan görüntü verilerini işleme türüne dikkat etmelisin.

Bilgisayarında genellikle hem iyi bir grafik kartına hem de iyi bir işlemciye sahip olmanı öneririz. Grafik kartında OpenCL ve OpenGL bulunmalıdır.

Cep telefonunda 3D tarama biraz daha kolaydır. Gereken tek şey bir 3D tarama uygulamasıdır. Telefonunun uygulama mağazasında bir arama yaparak hangisinin ihtiyaçlarına en uygun olduğunu bulabilirsin.

3D Tarayıcı Türleri

Aralarından seçim yapabileceğin çok çeşitli 3D tarayıcılar vardır. Bununla birlikte, çoğu genel olarak profesyonel veya tüketici cihazları olarak kategorize edilebilir.

Profesyonel

Profesyonel düzeyde bir 3D tarayıcı. (Kaynak: creaform3d.com)

Profesyonel veya endüstriyel 3D tarayıcılar, bazen çok fazla alan, güç ve bakım gerektiren maliyetli bileşenler karşılığında yüksek kaliteli sonuçlar üretir. Bu, özellikle 3D baskıdaki kalite tercihi ile de ilgilidir.

“En iyi 3D tarayıcılar” hakkındaki makalemiz, ileri teknoloji 3D tarayıcılarla ilgili bir kategori içermektedir. Tipik olarak, kullanımı kolaydır, son derece hassas 3D modeller üretirler ve eksiksiz bir cihaz ve yazılım ile birlikte gelirler.

Tüketici

XYZ Elde Taşınabilir 3D Tarayıcı Pro. (Kaynak: slashgear.com)

Yelpazenin profesyonel segmentinin aksine, tüketici cihazları hobicilere, serbest meslek sahiplerine ve küçük işletmelere hitap ediyor. Birçoğu hala iyi sonuçlar üretebiliyor olsa da, temel avantajları daha ucuz olmaları ve evlerde veya küçük atölyelerde çalıştırılmalarının daha kolay olmasıdır.

Kalite gerçekten bir zorunluluk değilse, en basit 3D tarama çözümü bir 3D tarama uygulaması kullanmaktır. Aksi takdirde, piyasada bir dizi düşük maliyetli 3D tarayıcı da mevcuttur.

3D Tarama ve 3D Baskı Süreci

3D tarama yazılımı, tüm ayrıntıları düzenlemek için kullanılır. (Kaynak: airwolf3d.com)

Zaten var olan bir nesneyi yeniden üretmek istiyorsan, genel süreç şu şekilde:

3D taramasını yapacağın bir nesne ve bir 3D tarama tekniği seç. Nesnenin boyutuna bağlı olarak, tarama için kullanabileceklerin konusunda sınırlar olabilir.
3D nesneyi tara. Farklı bakış açıları yakalamak için nesnenin etrafında dönmen gerekecek. Basit bir nesnede en az üç farklı pozisyona ihtiyacın olabilir. Daha karmaşık bir nesneyle, muhtemelen beşten fazla açıya ihtiyaç duyabilirsin. Fotogrametri* kullanıyorsan, yazılımın için kaç görüntü gerektiğini öğrenmelisin. Ne kadar çok tarama veya fotoğrafa sahipsen, 3D modelinin o kadar iyi olacağını unutma.
Taramayı bitirdikten sonra, ilgili yazılımın gerektirdiği işlemleri gerçekleştir. Her taramanın veya fotoğrafın (destekler, platformlar ve arka plan nesnelerinden) temizlenmesi ve hizalanması gerekecektir. Bu çok önemli bir adım çünkü tüm görüşlerin doğru bir şekilde hizalanması gerekiyor. Aksi takdirde, nihai model elde edilmeyecektir. Düzgün bir şekilde hizalandıktan sonra, tüm örtüşen ağlar (mesh) tek bir sanal nesnede birleşir.
Sanal nesneyi bir STL veya OBJ dosyası olarak dışa aktar veya kaydet.
STL veya OBJ dosyasını 3D yazıcı için uygun dilimleyicide aç ve 3D baskı için hazırla. Gerekli parametreleri ayarladıktan sonra dilimleyici, gerekli G kodunu yani nesneyi katmanlar biçimine getirir.
G kodunu 3D yazıcıya yükle ve yazdır.

İnternette araştırdığında, 3D tarama ve 3D baskıyı birleştirmenin ne kadar pratik olduğunu gösteren birçok örnek bulacaksın. Örneğin tıp sektöründe, hastanın vücudu tarandığında, vücut parçalarının değiştirilmesi çok daha kolaydır. Paleontoloji ve arkeoloji gibi alanlar da kemiklerin ve eserlerin kopyalarının üretilmesi büyük avantajlar sağlar.

*Fotogrametri: Fotoğraf veya görüntüleri metrik kamera yada özel algılayıcı sistemler sayesinde kayıt edip daha sonra bu fotoğraf veya görüntülerin yardımıyla cisimlerin boyutlarını,şekillerini ve konum bilgisini güvenilir bir şekilde ölçüp yorumlamayı amaçlayan bilim ve teknolojidir.