Ikiwa unataka kutengeneza kichanganuzi chako cha 3D, hatua ya kwanza ni kupata kamera ya wavuti. Ikiwa unayo, gharama ya mradi mzima itagharimu dola 40-50. Uchanganuzi wa Desktop 3D umepiga hatua kubwa katika miaka ya hivi karibuni, lakini bado una mapungufu makubwa. Vifaa vya mbinu hujengwa kwa misingi ya kiasi fulani na azimio la skanning. Unaweza kupata matokeo mazuri ikiwa tu somo lako linatimiza mahitaji na azimio la kupiga picha.
Jinsi upigaji picha wa 3D unavyofanya kazi
Photogrammetry hutumia seti ya picha za kawaida za 2D zilizopigwa kutoka pande zote kuzunguka kitu. Ikiwa hatua kwenye kitu inaweza kuonekana kwenye angalau picha tatu, eneo lake linaweza kupunguzwa na kupimwa katika vipimo vitatu. Kwa kutambua na kuhesabu eneo la maelfu au hata mamilioni ya pointi, programu inaweza kuunda uchapishaji sahihi kabisa.
Tofauti na kichanganuzi cha maunzi, mchakato huu hauna ukubwa au vikomo vya utatuzi. Ikiwa unaweza kupiga picha ya kitu, unaweza kukichanganua:
- Kipengele cha kuzuia katikaupigaji picha ni ubora wa picha na kwa hivyo ujuzi wa mpiga picha.
- Picha lazima zionekane vizuri na zionekane vizuri.
- Vile vile viwekwe kuzunguka kitu ili kila sehemu yao ifunikwe.
Bila kichanganuzi cha 3D, unaweza tu kutengeneza taswira ya 3D ya vitu vikubwa. Vipengee vidogo haviwezi kukaguliwa. Ili kuelewa hili kwa undani zaidi, tutachambua dhana ya upigaji picha.
Upigaji picha ni nini na unaathiri vipi uonyeshaji wa vitu?
Photogrammetry ni sayansi ya kuchukua vipimo kutoka kwa picha, hasa ili kuunda upya mkao kamili wa sehemu za uso. Inaweza pia kutumiwa kuunda upya njia za vijiti vya nanga vilivyoteuliwa kwenye kitu chochote kinachosogea, vijenzi vyake, na kwa ukaribu wa mazingira.
Kwa kifupi, hukupa uwezo wa kuunda gridi ya 3D kutoka kwa picha nyingi kwa kulinganisha ufanano kati ya picha na kuzipasua katika nafasi ya 3D.
Photogrammetry imekuwapo kwa muda, lakini haikuwa hadi Autodesk ilipojiingiza katika mpango wake wa Memento beta ndipo mambo yalianza kufanya kazi. Memento ilibadilishwa jina na kuwa ReMake ilipoondoka kwenye awamu ya beta. Inaonekana kama uchawi, sawa? Kweli, sio uchawi, ni ukweli. Sasa mtu yeyote anaweza kufanya uchanganuzi wa 3D bila kutumia mamia kwenye kichanganuzi. Hata vichanganuzi vya 3D vya chanzo huria vya bei nafuu vinahitaji maarifa kidogo ili kuvifanya kufanya kazi ipasavyo. KUTOKAmtu yeyote anaweza kupata anachotaka kwa upigaji picha.
Turntable - hatua ya pili ya kuunda kichanganuzi
Unachohitaji ili kuunda kichanganuzi chako cha 3D ni simu yako mahiri, inayojumuisha vipokea sauti vinavyobanwa kichwani na kichezaji. Hivi ndivyo inavyofanya kazi: unageuza mlio, na kwa kila mzunguko kamili wa meza ya kugeuza, kamera ya simu huwashwa na sauti ya kipaza sauti mara 50.
Rahisi! Hamisha picha kwenye kompyuta yako na kisha utumie Autodesk ReMake kufanya maajabu. Inashangaza, lakini si tu kwamba ni nzuri katika kuunganisha, pia hutoa zana za kurekebisha wavu, kurekebisha mashimo, kupanga, kutayarisha uchapishaji wa 3D, au kutumika kama umbo la mfumo kama nyenzo ya 3D ya michezo au uwasilishaji!
Vema, ikizingatiwa kwamba Apple imeondoa jeki ya kipaza sauti kwa ajili ya iPhone 7 na matoleo mapya zaidi, toleo jipya la kuunda skana litatumika. Inategemea kanuni ya kufanya kazi kwenye trigger kwa kamera ya Bluetooth. Hii itachukua nafasi ya hitaji la jeki ya kipaza sauti.
- Uchanganuzi wa picha wa ubora wa juu unahitaji picha za ubora wa juu za mhusika kutoka pande zote.
- Njia rahisi zaidi ya kuchanganua vitu vidogo ni kuzungusha kitu wakati wa kupiga picha.
- Ili kufanya hivyo, kichanganuzi hutumia kidude cha kukanyaga kinachodhibitiwa na ubao wa Arduino.
- Nyota huzungusha kipengee kwa kiasi kisichobadilika, kisha LED ya infrared inazimika katika mfululizo tata wa kuwaka unaoiga kidhibiti cha mbali cha kamera kisichotumia waya.
Skrini ya kuonyesha ya LCD yenye seti ya vitufeinaruhusu mtumiaji kudhibiti Arduino. Kwa kutumia vitufe, mtumiaji anaweza kuchagua idadi ya picha zitakazopigwa kwa kila mapinduzi. Kichanganuzi cha ubora wa juu cha DIY 3D kinaweza kufanya kazi katika hali ya kiotomatiki, ambapo huchukua picha, kuendeleza motor ya ngazi na kuirudia hadi ikamilishe mapinduzi kamili.
Pia kuna hali ya mikono ambapo kila kubofya kitufe huchukua picha, kusogeza piga ya kukimbia na kusubiri. Hii ni muhimu kwa maelezo ya kuchanganua. Kichanganuzi cha 3D huangazia fremu inayounda picha.
Programu ya ziada
Programu ya photogrammetry inapotambua kipengele kwenye picha, inajaribu kutafuta kipengele hicho katika picha zingine na kurekodi eneo kwenye picha zote zinazoonekana.
- Ikiwa kifaa ni sehemu ya kitu kinachozunguka, tunapata data nzuri.
- Ikiwa kipengele kilichotambuliwa kiko chinichini na hakisogei wakati kipengee kingine kinachanganuliwa, inaweza kuvunja mwendelezo wa muda wa nafasi, angalau kwa kadiri programu yako inavyohusika.
Kuna suluhu mbili:
- Mmoja wao anasogeza kamera kwenye mada ili kuweka usuli katika kusawazisha harakati. Hii ni nzuri kwa vitu vikubwa, lakini ni ngumu zaidi kugeuza mchakato kiotomatiki.
- Suluhisho rahisi ni kuacha mandharinyuma bila kuguswa. Hii ni rahisi kufanya kwa vitu vidogo. Ongeza kwa hiyo hakimwangaza na uko njiani kuelekea mandharinyuma zisizo na vipengele.
Kidokezo kingine ni kufichua picha zako kupita kiasi kwa kusimama au mbili. Hii hukuruhusu kunasa maelezo zaidi katika kivuli cha mhusika huku ukitenganisha usuli ili vipengee vyovyote vilivyosalia vya usuli vipotee kuwa vyeupe angavu.
- "Arduino". Ina pini ambazo hazijafunikwa na skrini ya LCD, hivyo kuifanya iwe rahisi kuunganisha.
- SainSmart 1602 LCD Shield ambayo ina skrini na baadhi ya vitufe vya kudhibiti kichanganuzi.
- Dereva wa gari la Stepper (Easy Driver).
NEMA 17 stepper motor itazungusha kitu kilichochanganuliwa. Na motor kubwa ya kukanyaga (iliyo na kiendeshi kinachofaa na usambazaji wa nishati), kichanganuzi hiki cha ubora wa juu cha DIY 3D kinaweza kuongeza uchanganuzi. 950 nm IR LED huchochea kamera. Baadhi ya mifano maarufu ya scanner za 3D za mkono zinatokana na kanuni hii. Unaweza kurudia mchakato wa ujenzi kwa mikono yako mwenyewe. Tunatoa chaguzi kadhaa za kuchagua.
Spinscan na Tony Buzer: msingi wa vichanganuzi vyote
Mnamo 2011, gwiji wa uchapishaji wa 3D Tony Buzer alitoa Spinscan. Hiki ni kichanganuzi cha 3D cha chanzo huria kilichoundwa nyumbani kulingana na leza na kamera ya dijitali. Baadaye, MakerBot ilitumia mawazo kutoka Spinscan kuunda chanzo kimefungwa cha Kichanganuzi cha Digitizer.
FabScan
FabScan ilianza kama mradi wa kuhitimu na tangu wakati huo imepitishwa na jumuiya ndogo ambayo inaendelea kujitahidi kuboresha vipengele vyake. FabScan hufanya kazi kama vichanganuzi vingine vingi vya leza, lakini husaidiwa na nyumba iliyojengewa ndani ambayo husaidia kusawazisha viwango vya mwanga, kuzuia upotoshaji unapochanganua.
VirtuCube
Njia mbadala ya vichanganuzi vya leza ni kichanganuzi cha mwanga kilichoundwa. Kwa kutumia projekta ya pico badala ya laser, VirtuCube inaweza kuundwa kwa urahisi na sehemu chache zilizochapishwa na vifaa vya elektroniki vya msingi. Mfumo huu wote unaweza kuwekwa kwenye kisanduku cha katoni ili kuzuia vyanzo vingine vya mwanga kusababisha makosa ya uchapishaji.
Vichanganuzi viwili vipya vya kusisimua vya leza kwenye chanzo huria tayari vimetolewa: The BQ Cyclop na Murobo Atlas.
BQ - mfumo wa kuchanganua leza
Kampuni ya vifaa vya elektroniki kwa watumiaji ya Uhispania BQ ilitangaza kichanganuzi cha Cyclop 3D katika CES. Cyclop hutumia viwango viwili vya laini ya leza, kamera ya wavuti ya kawaida ya USB, na kidhibiti maalum cha Arduino cha BQ. BQ ameandika maombi yake ya skanning iitwayo Horus. Ingawa ripoti zinasema Cyclop bado haipatikani, BQ inasema itakuwa baadaye mwaka huu.
"Atlasi" ni mradi uliotengenezwa unaohitaji uboreshaji
Kichanganuzi cha 3D cha Murobo kwa sasa kinatafuta pesa kwenye Kickstarter. Kama vile Spinscan, Digitizer na Cyclop, Atlas hutumia moduli za laini za leza na kamera ya wavuti kuchanganua kitu kwenye jukwaa linalozunguka. Atlasi inachukua nafasi ya Arduino Raspberry Pi ili kuunganisha udhibiti na kunasa kwenye kifaa. Kama Cyclop, mtayarishaji wa Atlas anaahidi kuwa utakuwa mradichanzo wazi. Seti $129 zimeuzwa, lakini zingine zimesalia kuwa $149 na $209.
Mnamo mwaka wa 2019, kampuni inalenga kuzindua kichanganuzi cha 3D kinachotumia simu mahiri ambacho hakitaonyesha tu mwonekano wa mandharinyuma, bali pia kulenga umakini wakati wa kunasa picha. Huko Amerika, mambo mapya ya DIY ni ya kushangaza. Ikiwa hujui jinsi ya kutengeneza skana ya 3D, tumia toleo ambalo halijakamilika la Atlasi. Kuna utendakazi unaoeleweka, na wasanidi wanahitaji tu kuwasha kifaa na kuhakikisha utendakazi wa vipengele hivyo ambavyo wanataka kuona kama matokeo.
CowTech Ciclop: muundo mpya wa mashine ya kufanya kazi nyingi
Bei hupanda hadi $160 (inategemea ikiwa unachapisha sehemu za 3D au la). Kampuni hiyo iko nchini Marekani. Azimio la picha za kumaliza hufikia 0.5 mm. Kiasi cha juu cha skanning: 200 × 200 × 205 mm. BQ iliunda msingi wa kit cha skana cha DIY 3D kwa kichapishi cha 3D. Kwa mikono yako mwenyewe, unaweza kurekebisha toleo la muundo ili kuunda picha katika nafasi ya nne-dimensional.
CowTech Engineering ilitumia fedha zinazoongozwa na BQ ili kutoa thamani ya kipekee kwa muundo uliosasishwa. Fursa Mpya:
- ukaguzi wa mazingira,
- kunasa usuli,
- onyesho la lenzi ya mtindo wa kinyume.
Kwa uaminifu kwa vuguvugu la programu huria, Cowtech ilizindua kampeni ya Kickstarter ili kuchangisha pesa ili kuzindua toleo la awali la Ciclop CowTech. Timu iliweka lengo la juu la kukusanya $ 10,000 lakini ilikutana na mshangao naalifurahi wakati jumuiya iliweza kuchangisha $183,000. Kamera ya CowTech Ciclop DIY 3D na vifaa vya kuchanganua simu vimezaliwa.
Kwa hivyo kuna tofauti gani kati ya toleo la CowTech na toleo la BQ DIY?
CowTech Ciclop bado inatumia programu ya Horus 3D kwa kuwa ni duka zuri la kuchanganua vitu vya 3D. Tofauti, hata hivyo, ziko katika muundo tofauti kidogo, ambao timu ilitumia siku kadhaa kutengeneza ili sehemu ziweze kuchapishwa kwa 3D kwenye kichapishi chochote cha FDM 3D.
Nafasi sawa zinaweza kutumika kutengeneza vifaa kwa mikono yako mwenyewe. Vichapishi vya 3D na vichapishi vya kampuni hiyo vina ujazo mdogo tu wa kujenga, kwa hivyo CowTech imesanifu sehemu zinazoweza kuchapishwa kwenye kichapishi chochote chenye ujazo wa kujenga wa 115×110×65mm, ambao hupatikana katika takriban vichapishi vyote vya 3D.
Ciclop by CowTech:
- Kuna vishikiliaji leza vinavyoweza kubadilishwa hapa.
- CowTech DIY hutumia akriliki iliyokatwa kwa leza.
BQ Ciclop:
- Miundo hutumia vijiti vya nyuzi.
- Hakuna akriliki iliyokatwa leza.
Sio tatizo kubwa, na vichanganuzi bado vinafanana sana, lakini CowTech ilinuia kuboresha muundo uliopo pekee, wala si kuurekebisha. CowTech inauza Ciclop iliyo tayari kuchanganua kwa $159 kwenye tovuti yao. Kwa ujumla ni kichanganuzi cha bei nafuu cha DIY cha 3D, chenye ufanisi mkubwa katika uchanganuzi wa 3D wa triangulation ya laser.
Mashine na meza za Rotary za kuunda vichanganuzi
- Simu ya mkononiiliyo na teknolojia ya kichanganuzi cha DIY 3D: upigaji picha - kipengele cha kiteknolojia kipo.
- Bei: Kuchapisha bila malipo peke yako (ingawa vifaa vitagharimu karibu $30).
- Kichanganuzi hiki cha DIY 3D kitakuwa rahisi kuunda. Dave Clark, mtengenezaji wa Uingereza, alihakikisha kwamba mifano inaweza kutenganishwa hata kabla ya kuanza kwa mauzo. Vipuri vitatumika kutengeneza vichanganuzi vingine.
Hii ni kwa sababu inategemea upigaji picha, si utatuzi wa leza, na inaoana na simu yako mahiri! Unaweza kupakua faili inayoweza kuchapishwa ya 3D ili kusawazisha vifaa.
Kwa mikono yako mwenyewe, kichanganuzi cha 3D kinaweza kufanywa kwa njia zilizoboreshwa. Unahitaji tu kuwaamini waundaji wa DIY 3D. Kifaa rahisi hugeuza iPhone au Android yako kuwa kichanganuzi cha 3D papo hapo kwa kukiunganisha na kichezaji hiki. Kisha, kwa kutumia vipokea sauti vinavyobanwa kichwani na kamera ya simu, inachukua zaidi ya picha 50 za kifaa, ambacho kitachanganuliwa kadiri jedwali la kugeuza linavyozunguka.
Baada ya kuchukua picha hizi, unaweza kuzipakia kwenye programu kama vile Autodesk ReCap ili kugeuza picha kuwa faili kamili ya 3D.
Kwa ujumla huu ni mradi mzuri wa ubunifu na kichanganuzi bora cha DIY cha 3D kwa watu kwa bajeti.
Kichanganuzi cha 3D cha Microsoft Kinect
Inapungua hata kwa $99 tu (lakini haiuzwi tena, ingawa Kinect V2 bado inapatikana kwenye Xbox One). Kauli mbiu ya kampuni ni: Tengeneza kichanganuzi chako cha 3D kutoka Kinect na uwashangaze marafiki zako.
Ingawa Microsoft imejibu mahitaji kwa kuunda programu yake ya 3D Scan kwa ajili ya kichanganuzi cha Kinect, kuna chaguo kadhaa za wahusika wengine ambazo huenda zikawa vyema. Hizi ni pamoja na:
- Skanect, iliyotengenezwa na Occupital, ambayo pia huuza kitambuzi cha unamu.
- Nijenge upya. Inatoa seti ya zana zinazokuruhusu kufanya uchanganuzi wa 3D kwa chini ya $100.
Matokeo si mazuri, lakini kwa bei kama hii inakubalika kabisa. Imeonekana kuwa duni kuliko protogrammetry ya kitamaduni katika ubora, haswa kwa undani zaidi, kama vile mifano ndogo kama meno ya papa. Bado, kwa vichanganuzi vya 3D vinavyoanza, hii ni bidhaa bora ya kiwango cha kuingia, hasa kwa vile unaweza kuwa tayari unayo moja ya Xbox 360.
Kabla ya kuunda kichanganuzi
Kuna kamera nyingi unazoweza kutumia. Bila shaka, ili kujua jinsi ya kufanya scanner ya 3D kutoka kwa simu yako na mikono yako mwenyewe, unahitaji kuhesabu kile kinachohitajika kwa hili. Ikiwa unapanga kutumia Pi Scan kudhibiti kamera zako, basi unapaswa kutumia Canon PowerShot ELPH 160. Lakini ikiwa unatumia usanidi mwingine wowote, haya ni baadhi ya mapendekezo ya jumla ya kamera:
- Unahitaji megapixel ngapi? Pima vipengee unavyokaribia kuchanganua. Lenga saizi kubwa zaidi ya wastani (usichague wauzaji wakubwa zaidi). Kwa mfano, vitabu vingi vya kiada ni 22.86×27.94 cm. Sasa zidisha saizi hii kwa PPI (pixels kwa kila sentimita) unayokusudia kunasa. 300-hiki ni kiwango cha chini salama, ingawa huwezi kwenda vibaya ikiwa utanyakua zaidi. Kwa hiyo, kwa mfano wetu - 9 × 300=2700. 11 × 300=3300. Tunahitaji picha ya angalau 2700 × 3300=saizi 8,910,000, au kuhusu megapixels 9.
- Unahitaji udhibiti gani? Ikiwa unachanganua kitabu kimoja tu, au unachanganua tu kipengee kwa maudhui yake ya taarifa (kinyume na kujaribu kunasa mwonekano halisi), huhitaji picha nzuri sana. Ikiwa mipangilio ya mwangaza au kamera itabadilika kutoka picha hadi picha, bado utapata matokeo mazuri.
- Kasi ya kufunga - usawa mweupe wa upenyo wa ISO.
- Mweko umewashwa/kuzima. Uchakataji wowote maalum wa picha (kunoa, uboreshaji wa rangi, n.k.).
- Zingatia (uwezo bora wa kufunga umakini).
- Fidia ya kufichua.
- Ukuzaji - DSLR nyingi huruhusu aina hii ya udhibiti; kwa kamera ndogo, ni kamera za Canon Powershot pekee zinazotumia CHDK. Zinakuruhusu kudhibiti vigezo hivi vyote.
Mengi inategemea bajeti. Vichanganuzi vinauzwa kwa bei sawa na kamera. Ikiwa unataka kufanya kila kitu mwenyewe, basi bajeti ni mdogo. Zingatia sehemu ya bei nafuu ya soko la macho na vipuri.
- Tatizo la kwanza lililopatikana katika kutengeneza kichanganua leza cha 3D ni kutafuta jukwaa linalozunguka. Wakati huo huo, inahitaji kudhibitiwa tu kwa msaada wa MatLab. Badala ya kutumia pesa nyingi au wakati, unaweza kununua28BYJ-48-5V motor stepper yenye ubao wa moduli ya majaribio ya kiendeshi ya ULN2003.
- Ifuatayo, gundi jukwaa kwenye shimoni la motor ya ngazi na uiweke kwenye sehemu iliyo ndani ya kishikiliaji. Jukwaa linapaswa kuwa laini na "marumaru", lakini fahamu kuwa kadri linavyo nafuu, ndivyo vipenyo visivyolingana ambavyo vinaweza kufanya mambo kutokuwa sawa.
- Ikiwa una mbinu ya kupata mzunguko sahihi unaoweza kudhibitiwa katika Mat Lab, weka kamera katika umbali na urefu wowote, pamoja na laini ya leza iliyo upande wa kushoto au kulia wa kamera na meza ya kugeuza. Pembe ya leza inapaswa kuwa bora zaidi ili kufunika sehemu kubwa ya meza ya kugeuza, lakini hakuna kinachohitaji kuwa sawa, tutashughulikia tofauti ya mizani ya modeli katika msimbo.
- Sehemu muhimu zaidi kwa operesheni ifaayo ni urekebishaji wa kamera. Kwa kutumia zana ya maono ya kompyuta ya MatLab, unaweza kupata urefu kamili wa focal na kituo cha macho cha kamera kwa usahihi wa pikseli 0.14.
Fahamu kuwa kubadilisha ubora wa kamera kutabadilisha thamani za mchakato wa urekebishaji. Thamani kuu tunazotafuta ni urefu wa kulenga, unaopimwa kwa vitengo vya pikseli, na viwianishi vya pikseli vya kituo cha macho cha ndege ya picha.
Kamera nyingi za bei nafuu hazina kiolesura cha programu. Wanaweza tu kuendeshwa kwa manually au mechanically. Lakini timu ya watu waliojitolea imetengeneza programu inayokuruhusu kudhibiti na kusanidi kamera za Canon kwa mbali. Programu hii inaitwaCHDK.
- CHDK inapakuliwa hadi kwenye kadi ya SD, ambayo huwekwa kwenye kamera.
- Kamera inapowashwa, CHDK inajiwasha kiotomatiki.
- Kwa sababu CHDK kamwe haifanyi mabadiliko ya kudumu kwenye kamera, unaweza tu kuondoa kadi maalum ya SD ya CHDK kwa operesheni ya kawaida ya kamera.
CHDK ni sharti muhimu kwa vidhibiti vya programu vilivyoorodheshwa hapa chini. Vidhibiti huendesha kwenye Kompyuta au Raspberry Pi na huwasiliana na programu ya CHDK inayoendeshwa kwenye kamera kupitia USB. Unapotumia aina nyingine za kamera za bei nafuu, chaguo pekee la kudhibiti ni aina fulani ya kuanza kimitambo au kwa mikono kupitia programu za kisakinishi kama inavyoonyeshwa hapo juu.
