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Différencier les sources lumineuses des scanners 3D portatifs :

lignes laser, lumière structurée et infrarouge.


 

Les scanners 3D portatifs de SHINING 3D appartiennent généralement à l'une des trois catégories suivantes :

laser, lumière structurée ou infrarouge. Mais quelles sont les principales différences entre ces technologies ?

 

 

Scanner Freescan UE SHINING 3D 

 

 

 

Introduction

 

Les scanners 3D portatifs conviennent à un large éventail d'applications. Grâce à leur portabilité et à leur polyvalence, ces appareils compacts peuvent être utilisés pour numériser un large éventail d'objets. Tels que des véhicules, des sites archéologiques extérieurs et même des personnes.

 

Les scanners à main ayant un si grand nombre d'utilisations potentielles, le marché de la numérisation et de la métrologie 3D est désormais riche en options pour les acheteurs. Les modèles vont de l'entrée de gamme au professionnel, et les acheteurs peuvent souvent trouver des scanners dont les caractéristiques sont adaptées à leur propre domaine de travail. Et l'aspect portatif ne signifie pas non plus un compromis sur la qualité : de nombreux scanners portables peuvent surpasser leur équivalent statique ou de bureau.

 

Il est important de noter que tous les scanners 3D portatifs ne fonctionnent pas tous de la même manière. En fait, la technologie de la source lumineuse des scanners peut être complètement différente d'un modèle à l'autre. Certains scanners utilisent des lignes laser pour capturer les données 3D, d'autres utilisent des projections de lumière structurée, et un petit nombre de produits utilisent une lumière infrarouge invisible pour surmonter des défis de numérisation spécifiques.

 

Cet article examine les différences entre les 3 principaux types de technologies de balayage actif sans contact pour les scanners 3D portables, en discutant des avantages, des inconvénients et des applications les plus importants de chacun d'eux.

 

 

 


 

 

Scanners 3D laser portatifs

Exemples de produits : FreeScan UE, FreeScan UE Pro

 

 

 

 

 

La numérisation 3D par laser utilise une technique appelée triangulation. Ces scanners projettent une lumière laser (généralement rouge ou bleue) sur l'objet scanné, créant ainsi un point laser sur la surface de l'objet, tandis qu'une caméra ou un capteur, placé à une distance fixe de l'émetteur laser, capture l'emplacement du point laser. La caméra, l'émetteur et le point laser forment alors un triangle.

 

Le point laser apparaît dans une zone différente du champ de vision de la caméra en fonction de la distance entre la surface de l'objet scanné et l'émetteur laser. Le scanner peut calculer cette distance en fonction de la position et de l'angle relatifs de l'émetteur laser et de la caméra, et une fois que suffisamment de données de balayage ont été capturées, la géométrie de la surface entière de l'objet balayé peut être déterminée.

 

Avec les scanners laser à main, le scanner doit également être capable de déterminer sa propre position (puisqu'il est constamment déplacé par l'opérateur). Pour ce faire, on peut utiliser un système de suivi interne ou externe.
 

Les scanners laser tels que le FreeScan UE Pro de Shining 3D, de qualité industrielle, sont souvent préférés aux autres technologies en raison de leur facilité d'utilisation dans divers environnements et sur des objets présentant diverses textures de surface. En effet, les lignes laser sont plus lumineuses que les projections de lumière structurée.

 

 

 

AvantagesInconvénients

Les lignes laser sont plus lumineuses que la lumière structurée, ce qui rend les scanners laser plus adaptés à la numérisation dans des environnements lumineux, y compris à l'extérieur.

Généralement, ils ne peuvent pas capturer la couleur, à moins qu'il ne s'agisse de scanners hybrides.

Ils sont plus efficaces que la lumière structurée pour capturer les surfaces sombres ou réfléchissantes.

Plus chers que les autres technologies.

 

 

 

Applications
rétro-ingénierie
Maintenance et réparation industrielles
Contrôle de la qualité
Recherche scientifique
Balayage extérieur dans des domaines tels que l'architecture, l'archéologie et les sciences naturelles

 

 

 


 

 

 

Scanners 3D portatifs à lumière structurée

Exemples de produits : EinScan Pro HD, EinScan Pro 2X

 

 

 

 

 

 

 

La numérisation 3D par lumière structurée fonctionne différemment de la numérisation laser. Avec cette technologie de numérisation, l'appareil projette des bandes étroites de lumière sur la surface de l'objet numérisé. Ces bandes sont généralement des ensembles de lignes parallèles ou d'autres motifs.

 

Comme pour les autres types de technologie de balayage, le balayage par lumière structurée utilise une ou plusieurs caméras situées à une courte distance de la source lumineuse. Le rôle de la caméra est de capturer les motifs lumineux projetés lorsqu'ils frappent la surface de l'objet scanné : l'objectif de la caméra verra les ensembles de lignes déformés (étirés, élargis, pliés, rapprochés ou éloignés, etc.) en fonction de la forme de la surface de l'objet. Grâce à une série de calculs, le scanner peut utiliser les lignes de lumière déformées pour déterminer l'emplacement, la taille et la forme de l'objet numérisé.

 

La source lumineuse d'un scanner à lumière structurée émet généralement une lumière blanche ou une lumière LED bleue, car ce type de lumière peut être contrôlé avec un haut niveau de précision. Les scanners à lumière structurée n'ont généralement pas de système de suivi, mais utilisent plutôt des marqueurs sur l'objet scanné qui aident le logiciel de numérisation à reconnaître où les différents clichés se chevauchent.

 

Les scanners 3D à main à lumière structurée sont très polyvalents, et certains modèles - comme le EinScan Pro HD de Shining 3D - sont capables d'offrir un balayage couleur, ce qui ouvre un certain nombre de possibilités. Cependant, les scanners à lumière structurée ne sont pas recommandés dans les environnements lumineux, car la caméra aura du mal à reconnaître les bandes de lumière si d'autres sources lumineuses sont présentes.

 

 
AvantagesInconvénients

La capture peut être plus rapide que

les autres technologies de numérisation

Faible capacité à numériser des objets

dans des environnements lumineux

Le matériel est moins coûteux

que les autres technologies

Faible capacité à capturer

des surfaces brillantes ou sombres

Capture un minimum de bruit,

ce qui augmente la précision du balayage

 

 

 

Applications
rétro-ingénierie
Contrôle de la qualité
Numérisation d'œuvres d'art et de sculptures
Analyse médico-légale
Capture pour la RV/le jeu
Numérisation d'objets colorés

 

 

 

 


 

 

 

Scanners 3D infrarouges portatifs

Exemples de produits : EinScan H

 

 

 

 

 

 

 

La lumière infrarouge est un type de source lumineuse moins courant mais néanmoins important pour les scanners 3D. Invisible à l'œil nu, la lumière infrarouge est un type de rayonnement électromagnétique dont les longueurs d'onde sont plus longues que celles de la lumière visible.

 

Les scanners infrarouges fonctionnent généralement de manière similaire aux scanners à lumière structurée. Cependant, la lumière projetée n'est pas visible à l'œil nu, et un autre type de caméra doit être utilisé pour capturer la lumière infrarouge lorsqu'elle frappe l'objet scanné. Bien qu'il soit généralement plus lent et moins précis que le balayage à lumière visible, le balayage à lumière infrarouge présente quelques avantages importants par rapport aux autres technologies.

 

L'une des applications les plus courantes du balayage infrarouge est la numérisation du corps humain, qui est courante dans des domaines tels que le diagnostic médical, la capture RV et la mode. Comme la lumière infrarouge n'est pas visible à l'œil nu, elle peut être utilisée pour scanner les visages sans provoquer de gêne pour les yeux. En outre, elle ne provoque pas de reflets sur les surfaces brillantes, ce qui permet de scanner des textures complexes comme les cheveux.

 

Le balayage 3D infrarouge est une niche plus importante que le balayage laser et le balayage à lumière structurée, avec moins de produits disponibles sur le marché.

 

 

 
AvantagesInconvénients

Sûr et confortable pour scanner les corps humains,

car aucune lumière vive ne peut nuire à la vision.

Moins précis que d'autres technologies

pour le balayage général

Pas d'interférence des reflets ou

d'autres sources de lumière

 

Permet de scanner des surfaces

brillantes ou sombres

 

 

 

Applications

Balayage du corps humain

Balayage de surfaces brillantes ou sombres telles que les extérieurs d'automobiles

 

 

 


 

 

 

Scanners 3D hybrides à main

Exemples de produits : EinScan H, EinScan HX

 

 

 

 

 

 

 

Certains des scanners 3D portatifs les plus puissants du marché combinent plusieurs sources lumineuses dans un seul appareil. Cela permet à l'utilisateur d'atténuer facilement les inconvénients d'un type de source lumineuse.

 

Un exemple de scanner hybride est le EinScan H de Shining 3D, qui combine des capacités de numérisation à lumière structurée et à infrarouge. Ce scanner hybride s'adresse aux utilisateurs qui doivent numériser à la fois des visages humains (en utilisant le mode de numérisation infrarouge sans danger pour les yeux) et divers autres objets (qui peuvent être capturés avec une meilleure résolution grâce à la projection de lumière structurée).

 

Certains scanners 3D, comme le EinScan HX, combinent la lumière structurée et le balayage laser. Bien que les capacités de balayage laser ne soient pas aussi complètes que celles d'un scanner laser indépendant (comme le FreeScan UE), la configuration hybride permet aux utilisateurs de combiner les avantages des deux technologies, comme la capture de surfaces colorées avec le matériel à lumière structurée et la capture de surfaces brillantes avec le matériel laser.

 

L'un des principaux avantages des scanners hybrides comme le FreeScan UE est la possibilité de combiner des données provenant de technologies de numérisation disparates dans le même nuage de points en passant rapidement d'un mode de numérisation à l'autre.

 

 

 
AvantagesInconvénients

Combine les avantages de plusieurs technologies

La courbe d'apprentissage peut être plus raide

Très polyvalent

Peuvent coûter plus cher que les scanners

à source lumineuse unique

 

 

Applications

 

Numérisation d'objets présentant une grande variété de caractéristiques et de surfaces

 

 

 

 


 

 

 

En résumé

 

Chacune des trois sources lumineuses de numérisation présentées ici offre ses propres avantages, et chacune peut être capable de capturer des numérisations de qualité professionnelle.

 

Cela étant, il peut être difficile de choisir entre les différentes technologies lors de l'achat d'un scanner 3D à main. Dans l'ensemble, les capacités des scanners laser et des scanners à lumière structurée se chevauchent largement. Tous deux utilisent une source de lumière active et des caméras pour capturer les données de numérisation, et tous deux sont capables d'obtenir des numérisations hautes résolution dans les bonnes conditions. Dans l'ensemble, ces technologies ont plus en commun que, par exemple, les machines à mesurer tridimensionnelles et les systèmes de photogrammétrie.

 

Cela dit, il existe des différences entre les types de scanners dont il est question ici. Les professionnels qui prévoient d'utiliser leur scanner à main dans divers environnements intérieurs et extérieurs préféreront les scanners laser, tandis que ceux qui souhaitent obtenir des numérisations détaillées de petits objets dans un environnement contrôlé opteront plutôt pour un scanner à lumière structurée. Ces modèles ont également tendance à être moins chers que les scanners laser. Comme nous l'avons mentionné, les scanners à lumière infrarouge occupent un territoire plus restreint dans le paysage de la numérisation manuelle, mais ils ont certainement leur utilité aussi.

 

Les utilisateurs qui prévoient de déployer leur scanner 3D pour un large éventail de tâches peuvent, bien sûr, privilégier les scanners hybrides, car ceux-ci ont tendance à offrir la plus large gamme d'applications potentielles en raison de leur combinaison de différentes technologies.