Varios son los métodos que existen para poder realizar un escaneo de objetos con el fin de crear un modelo 3D. Existen distintas tecnologías de escaneo 3D, cada método es válido, y resuelve problemas específicos para brindar la mejor solución en una variedad de contextos.

A continuación, se dará una breve descripción de cada tipo de escaneo que otorgan la tecnología 3D:

  • El escáner láser 3D

Es el tipo más popular de escáneres 3D utilizado por el consumidor. El escaneo láser combina dos conjuntos de información para lograr crear una “nube de puntos” de la superficie de un objeto: lo que es producto de los datos de un láser que se proyecta sobre el objeto y los datos de otro sensor (usualmente una cámara en movimiento o dos estacionarias). El software de escaneo 3D une estos conjuntos de datos utilizando la distancia entre la posición de la cámara y la fuente del láser para generar los puntos de un modelo.

Escaneo láser

Miles de puntos individuales se capturan durante el proceso de escaneo a base de tecnología 3D. Al igual que una cámara normal, un escáner láser solo puede capturar lo que está en su campo de visión. Los puntos capturados registran todo, desde el detalle de la superficie y la textura hasta el color, creando una representación directa del objeto escaneado. Una “nube de puntos” capturados no es un objeto digital hermético hasta que sus puntos se engranan en superficies. El proceso de malla calcula cómo los puntos se relacionan entre sí para unirlos en superficies.

Aplicaciones: Al ser el más popular de los escáneres 3D es utilizado en muchos ámbitos, desde el campo de la salud hasta el de la ingeniería, este tipo de escáner es preciso, útil y confiable para la mayoría de los usos 3D en los que es requerido.

  • Visión estéreo y fotogrametría

La visión estereoscópica es un método sumamente rentable, pero disminuye su valor al poseer una menor calidad para la captura 3D. Sin embargo, no se necesita ningún equipo 3D especial. No se necesitan láseres, proyectores o hardware adicional más allá de una simple cámara. Es posible crear un modelo 3D utilizando imágenes de un objeto desde dos posiciones de cámara, imitando la visión estéreo de los ojos humanos. A lo largo de este proceso, todas las imágenes se capturan en la misma escena desde dos ángulos diferentes. Luego, las imágenes se corrigen para eliminar cualquier distorsión que haya producido la lente, para que cualquier línea recta en una escena, también aparezca recta en la imagen. A continuación, se aplica un filtro que localiza los bordes de los objetos. Los píxeles se combinan entre los dos conjuntos de imágenes para producir profundidad 3D. La coincidencia de los puntos entre las imágenes se basa en la variación de textura, que localiza bordes y características que pueden llegar a causar problemas, lo que sucede cuando las superficies de una escena no tienen el suficiente contraste o son demasiado parecidas.

Visión estereoscópica

La fotogrametría agrega más posiciones de la cámara a la rutina de visión estéreo regular, lo que lo convierte en un digitalizador de tecnología 3D más completo. Usualmente, la fotogrametría implica una gran plataforma de múltiples cámaras que rodean el objeto escaneado. La plataforma de una cámara puede calibrarse con bastante precisión y permanecer así durante un largo período de tiempo, haciendo que la coincidencia de puntos necesaria para crear una geometría 3D sea muy consistente dentro de la configuración. También es posible aplicar fotogrametría a los cuadros de un video, seleccionando cuadros individuales del video para designarlos como las diferentes posiciones de la cámara. Este método es más propenso a tener errores y produce resultados menos consistentes, pero es más accesible y adaptable a diferentes aplicaciones, como lo demuestra su reciente aumento en la incorporación a las aplicaciones de teléfonos inteligentes.

Fotogrametría

Aplicaciones: Las técnicas de visión y fotogrametría estéreo se utilizan en robótica, cartografía de edificios en 3D y películas en 3D.

  • Escaneo de luz estructurado

Este tipo de escaneo no es tan dependiente de la variación de textura para obtener un buen escaneo 3D. En este método, una de las posiciones de la cámara utilizada en la visión estéreo, es reemplazada por un proyector que muestra diferentes patrones de luz sobre la superficie de un objeto (proporcionando su propia textura), y registra cómo el objeto distorsiona esos patrones. Los puntos del modelo se crean utilizando la posición conocida de la cámara, y la información del patrón de luz que golpea el objeto. Para llegar a ser efectivo, debe existir una relación exacta entre el proyector y los píxeles de la cámara.

Escaneo de luz estructurado

Aplicaciones: La exploración de luz estructurada se usa en tecnología de reconocimiento facial, ingeniería inversa, diseño, fabricación y reconocimiento de entornos remotos.

  • Tiempo de vuelo

También llamado “escaneo de pulso láser”, produce un escaneo de modelo 3D al medir el tiempo que tarda el haz de un láser en alcanzar el objeto y rebotar, viajando de regreso a la fuente del láser. El valor conocido de la velocidad de la luz es lo que hace posible este método de cálculo de la distancia. Este tipo de tecnología 3D, es altamente sofisticada en términos de calidad, pero puede ser una opción costosa, generalmente reservada para escanear grandes entornos y edificios.

Escaneo por tiempo de vuelo

Aplicaciones: La técnica se utiliza a menudo en sistemas de cámaras de imágenes de rango, o cámaras 3D.

Como puede apreciarse, los tipos de digitalización 3D son muy diversos y útiles, ya que cuentan con un amplio rango de herramientas, procesos y aplicaciones. Ninguno es más importante que el otro, cada uno de los tipos de escáner 3D, ayuda a los usuarios a poder realizar proyectos de manera eficiente y con un resultado que les permita aportar beneficios a la sociedad.

 

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