47. Применение 3d прототипирования

В первую очередь, это возможность оценить эргономику будущего изделия, его функциональность и собираемость, а также исключить возможность скрытых ошибок перед запуском изделия в серию. Таким образом, можно сэкономить значительное количество финансовых средств благодаря сокращению цикла производства. Очень важно, что наличие готовой модели даёт возможность проведения различных тестов до запуска в производство окончательного варианта. В том числе возможно и проведение тестов, которые не рекомендуются к проведению на готовом изделии. Возможность быстрого создания необходимого количества учебных моделей даёт возможность решить много проблем образования. Помимо этого 3D печать широко применяется в медицине для создания макетов внутренних органов человека, протезов и имплантатов. Высокую заинтересованность вызывают и маркетинговые аспекты 3D печати. Благодаря ей можно повысить качество работы с клиентами, демонстрируя полноценные прототипы продукции. Используется данная технология и в трехмерной рекламе. При этом возможно совместное использование двух- и трехмерной печати для повышения интереса потенциальных клиентов. Среди экзотических вариантов использования 3D печати следует отметить производство обуви. Пока что данная услуга рассчитана на профессиональных спортсменов. Нога будущего владельца сканируется лазером для создания цифровой модели. На основании этой информации и «выращивается» обувь путём послойного лазерного спекания. Можно смело сказать о том, что 3D печать является одной из наиболее перспективных технологий, которая позволит сэкономить огромное количество времени и сил инженерам и дизайнерам. На очереди её переход на бытовой уровень, когда такой услугой сможет воспользоваться каждый человек. А в ещё более дальней перспективе – массовость данной технологии, когда в каждой квартире будет свой мини-завод, позволяющий создавать разного рода домашние мелочи. Ну а пока и то, что предлагает современное развитие технологий, вполне может обеспечить потребности любого производства в создании качественных трехмерных моделей и значительно повысить эффективность его работы.

48. Съемка движущихся объектов при помощи 3d сканеров

Поскольку 3D сканер является по сути 3D камерой, то он может применяться не только для сканирования статических поверхностей, но и для съемки динамических объектов. Это может быть полезным в медицинских приложениях или для съемки реалистичной мимики актера непосредственно в 3D при создании фильмов.

49. Что такое мокап и с помощью каких технологий он осуществляется?

Захват движения (motion capture) - это процесс записи движений реального человека и/или объекта, для дальнейшего использования полученных данных при производстве анимации персонажа и/или объекта. Для захвата движения, на актеров одетых в специальные, эластичные, обтягивающие костюмы размещаются специальные маркеры, после чего специальные мокап-камеры определяют положение этих маркеров в пространстве, а мокап-система генерирует файл с данными о движении.

Первые комплексы Motion Capture были оптическими, и основной принцип работы таких систем не изменился по сей день. Заключается он в том, что несколько камер, расположенных под разными углами к движению, снимают динамику маркеров-отражателей или светодиодов распределенных по телу движущегося «актёра». Далее специальное ПО вычисляет координаты каждого маркера в пространстве в определенные моменты времени, соотнося данные с каждой камеры. Маркеры имеют три степени свободы, а информация о вращении вычисляется из относительной ориентации трёх или более маркеров (например, плечо, локоть и маркеры запястья, дающие угол локтевого сгиба).

Есть оптические системы с пассивными и активными маркерами. Первые используют маркеры-отражатели и идентифицируют каждый маркер с учётом кинематических ограничений и различных алгоритмов интерполяции. Именно такие в основном используются для нужд индустрии развлечений. Такие системы могут отслеживать огромное количество датчиков и давать впечатляющую область захвата (с футбольное поле и больше) что, правда, требует увеличения количества камер. В отличие от активных оптических и магнитных сисем, пассивные системы не требуют, чтобы актёр носил провода или электронное оборудование. Пассивные маркеры – обычно сфера или полушария, сделанные из пластмассы или или пены со специальной отражающей лентой.

Преимущество активных систем в том, что нет сомнений какой маркер является каким. Но результирующее число fps обратно зависит от количества маркеров – например, если исходных 5000 fps при 100 маркерах, в итоге будет всего 50 fps.

Магнитные системы вычисляют положение и ориентацию маркеров с помощью магнитных полей трёх ортогональных катушек на передатчике и на каждом приёмнике. Отношение напряженностей полей трех катушек позволяет вычислять и расстояния и ориентацию маркеров. Маркеры не перекрываются совсем, но восприимчивы к магнитным полям, создаваемым проводкой, электроприборами и металлическими объектами вроде арматуры в бетонных стенах. Реакция датчиков нелинейна около границы области захвата, а сама область значительно меньше чем у оптических систем. Магнитные системы делятся на системы постоянного тока DC и AC - с синусоидальными волнами.

Инерционные системы используют устройства типа акселерометров или гироскопов, чтобы измерить позиции и углы. Они часто используются в комбинации с другими системами чтобы обеспечить глобальную привязку.