مسح ثلاثي الأبعاد
المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد هو عملية تحليل كائن أو بيئة واقعية لجمع بيانات ثلاثية الأبعاد لشكلها وربما مظهرها (مثل اللون). يمكن بعد ذلك استخدام البيانات التي تم جمعها لبناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد.
يمكن أن يعتمد الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد على العديد من التقنيات المختلفة، لكل منها حدودها ومزاياها وتكاليفها. لا تزال هناك العديد من القيود في أنواع الكائنات التي يمكن رقمنتها. على سبيل المثال، قد تواجه التقنية البصرية العديد من الصعوبات مع الكائنات الداكنة أو اللامعة أو العاكسة أو الشفافة. على سبيل المثال، يمكن استخدام المسح الصناعي بالأشعة المقطعية، والماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد ذات الإضاءة المنظمة، والليدار، والماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد لوقت الرحلة لبناء نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد، دون اختبارات تدميرية.
تُعد البيانات ثلاثية الأبعاد التي تم جمعها مفيدة لمجموعة واسعة من التطبيقات. تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع من قبل صناعة الترفيه في إنتاج الأفلام وألعاب الفيديو، بما في ذلك الواقع الافتراضي. تشمل التطبيقات الشائعة الأخرى لهذه التقنية الواقع المعزز، [1] والتقاط الحركة، [2][3] والتعرف على الإيماءات، [4] ورسم الخرائط الروبوتية، [5] والتصميم الصناعي، وتقويم العظام والأطراف الصناعية، [6] والهندسة العكسية، والنماذج الأولية، وضبط الجودة، ورقمنة القطع الأثرية الثقافية.[7]
الوظيفة
عدلعادةً ما يكون الغرض من الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد هو إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد. يتكون هذا النموذج ثلاثي الأبعاد من شبكة مضلعات أو سحابة نقاط من العينات الهندسية على سطح الموضوع. يمكن استخدام هذه النقاط ثم ل استقراء شكل الموضوع (وهي عملية تسمى إعادة البناء). إذا تم جمع معلومات اللون عند كل نقطة، فيمكن أيضًا تحديد الألوان أو القوام على سطح الموضوع.[8]
تُشارك الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد العديد من السمات مع الكاميرات. مثل معظم الكاميرات لها مجال رؤية مخروطي الشكل، ولا يمكنها جمع المعلومات إلا عن الأسطح غير المُغطاة. بينما تجمع الكاميرا معلومات اللون حول الأسطح داخل مجال رؤيتها، يجمع الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد معلومات المسافة حول الأسطح داخل مجال رؤيته. يصف "الصورة" التي تم إنتاجها بواسطة ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد المسافة إلى سطح عند كل نقطة في الصورة. يسمح هذا بتحديد الموقع الثلاثي الأبعاد لكل نقطة في الصورة.[9]
في بعض الحالات، لن ينتج المسح الضوئي الواحد نموذجًا كاملاً للموضوع. عادةً ما تكون عمليات المسح الضوئي المتعددة، من اتجاهات مختلفة، مفيدةً للحصول على معلومات حول جميع جوانب الموضوع. يجب إدخال هذه المسوحات الضوئية في نظام إحداثيات مشترك، وهي عملية تسمى عادةً المحاذاة أو التسجيل، ثم دمجها لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد كامل. تعرف هذه العملية برمتها، بدءًا من خريطة النطاق المفردة وصولًا إلى النموذج الكامل، عادةً باسم خط أنابيب المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد.[10][11][12]
التكنولوجيا
عدلهناك مجموعة متنوعة من التقنيات للحصول رقميًا على شكل كائن ثلاثي الأبعاد. تعمل التقنيات مع معظم أو جميع أنواع أجهزة الاستشعار بما في ذلك البصرية، والصوتية، والمسح الضوئي بالليزر، [13] والمسح بالرادار، والأشعة الحرارية، [14] والزلزالية.[15][16]
يمكن تقسيم تقنيات المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد إلى فئتين: التلامسية وغير التلامسية. ويمكن تقسيم الحلول غير التلامسية إلى فئتين رئيسيتين، النشطة والسلبية. ويوجد مجموعة متنوعة من التقنيات التي تندرج تحت هذه الفئات.
التلامسية
عدل.png)
غير التلامسية
عدلزمن الرحلة
عدل
التثليث
عدل
الضوء المنظم
عدلالطرق غير التلامسية السلبية
عدلالطرق الفوتوغرافية غير التلامسية السلبية
عدل
التطبيقات
عدلالتصوير الفوتوغرافي ثلاثي الأبعاد
عدل
إعادة بناء الكائن
عدلبعد جمع البيانات، يجب إعادة بناء (وأحيانًا مُعالجة) البيانات المُكتسبة من الصّور أو أجهزة الاستشعار. إما في نفسِ البرنامج أو في بعض الحالات تُصدر البيانات الثلاثية الأبعاد إلى برنامج آخر لمزيد من التّحسين، أو إضافة بيانات إضافية. يُمكن أن تكون هذه البيانات الإضافية بيانات موقع جي بي إس. وبعد إعادة البناء، قد يتم تنفيذ البيانات مُباشرة في خريطة محلّية (GIS)،[17][18] أو عالمية مثل جوجل إيرث أو "خرائط أبل".
البرامج
عدلتُستخدم العديد من حزم البرامج لاستيراد البيانات المُكتسبة من الصّور أو أجهزة الاستشعار. ومن هذه البرامج البارزة ما يلي:[19]
انظر أيضا
عدلمراجع
عدل- ^ Izadi، Shahram؛ Davison، Andrew؛ Fitzgibbon، Andrew؛ Kim، David؛ Hilliges، Otmar؛ Molyneaux، David؛ Newcombe، Richard؛ Kohli، Pushmeet؛ Shotton، Jamie؛ Hodges، Steve؛ Freeman، Dustin (2011). "Kinect Fusion". Proceedings of the 24th annual ACM symposium on User interface software and technology - UIST '11. ص. 559. DOI:10.1145/2047196.2047270. ISBN:9781450307161. S2CID:3345516. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
{{استشهاد بكتاب}}:|صحيفة=تُجوهل (مساعدة) - ^ Moeslund، Thomas B.؛ Granum، Erik (1 مارس 2001). "A Survey of Computer Vision-Based Human Motion Capture". Computer Vision and Image Understanding. ج. 81 ع. 3: 231–268. CiteSeerX:10.1.1.108.203. DOI:10.1006/cviu.2000.0897. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Wand، Michael؛ Adams، Bart؛ Ovsjanikov، Maksim؛ Berner، Alexander؛ Bokeloh، Martin؛ Jenke، Philipp؛ Guibas، Leonidas؛ Seidel، Hans-Peter؛ Schilling، Andreas (أبريل 2009). "Efficient reconstruction of nonrigid shape and motion from real-time 3D scanner data". ACM Transactions on Graphics. ج. 28 ع. 2: 1–15. CiteSeerX:10.1.1.230.1675. DOI:10.1145/1516522.1516526. S2CID:9881027. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Biswas، K. K.؛ Basu، Saurav Kumar (2011). "Gesture recognition using Microsoft Kinect®". The 5th International Conference on Automation, Robotics and Applications. ص. 100–103. DOI:10.1109/ICARA.2011.6144864. ISBN:978-1-4577-0330-0. S2CID:8464855. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
{{استشهاد بكتاب}}:|صحيفة=تُجوهل (مساعدة) - ^ Kim، Pileun؛ Chen، Jingdao؛ Cho، Yong K. (مايو 2018). "SLAM-driven robotic mapping and registration of 3D point clouds". Automation in Construction. ج. 89: 38–48. DOI:10.1016/j.autcon.2018.01.009. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط|مسار أرشيف=بحاجة لـ|تاريخ أرشيف=(مساعدة) - ^ Scott، Clare (19 أبريل 2018). "3D Scanning and 3D Printing Allow for Production of Lifelike Facial Prosthetics". 3DPrint.com. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ O'Neal، Bridget (19 فبراير 2015). "CyArk 500 Challenge Gains Momentum in Preserving Cultural Heritage with Artec 3D Scanning Technology". 3DPrint.com. مؤرشف من الأصل في 2024-05-18. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Fausto Bernardini, Holly E. Rushmeier (2002). "The 3D Model Acquisition Pipeline". Computer Graphics Forum. ج. 21 ع. 2: 149–172. CiteSeerX:10.1.1.94.7486. DOI:10.1111/1467-8659.00574. S2CID:15779281. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ "Matter and Form - 3D Scanning Hardware & Software". matterandform.net. مؤرشف من الأصل في 2023-12-04. اطلع عليه بتاريخ 2020-04-01.
- ^ OR3D. "What is 3D Scanning? - Scanning Basics and Devices". OR3D (بالإنجليزية). Archived from the original on 2024-10-13. Retrieved 2020-04-01.
{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link) - ^ "3D scanning technologies - what is 3D scanning and how does it work?". Aniwaa (بالإنجليزية). Archived from the original on 2024-07-13. Retrieved 2020-04-01.
- ^ "what is 3d scanning". laserdesign.com. مؤرشف من الأصل في 2024-10-13. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Hammoudi، Karim (2011). Contributions to the 3D city modeling : 3D polyhedral building model reconstruction from aerial images and 3D facade modeling from terrestrial 3D point cloud and images (Thesis). CiteSeerX:10.1.1.472.8586. مؤرشف من الأصل في 2022-11-08. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Pinggera, P.؛ Breckon, T.P.؛ Bischof, H. (سبتمبر 2012). "On Cross-Spectral Stereo Matching using Dense Gradient Features" (PDF). Proc. British Machine Vision Conference. ص. 526.1–526.12. DOI:10.5244/C.26.103. ISBN:978-1-901725-46-9. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
{{استشهاد بكتاب}}:|صحيفة=تُجوهل (مساعدة) - ^ "Seismic 3D data acquisition". مؤرشف من الأصل في 2016-03-03. اطلع عليه بتاريخ 2021-01-24.
- ^ "Optical and laser remote sensing". مؤرشف من الأصل في 2009-09-03. اطلع عليه بتاريخ 2009-09-09.
- ^ "Implementing data to GIS map" (PDF). مؤرشف من الأصل (pdf) في 2003-05-06. اطلع عليه بتاريخ 2009-09-09.
- ^ "3D data implementation to GIS maps" (pdf). اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
- ^ Zlatanova، Sisi (2008). "Working Group II — Acquisition — Position Paper: Data collection and 3D reconstruction". Advances in 3D Geoinformation Systems. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography. ص. 425–428. DOI:10.1007/978-3-540-72135-2_24. ISBN:978-3-540-72134-5. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-12.
{{استشهاد بكتاب}}:|صحيفة=تُجوهل (مساعدة)
