3D-сканирование тела человека: где и как используют?

Преимущества метода

Высокая точность измерений. Специализированный 3D-сканер фиксирует сложный микрорельеф тела с беспрецедентной точностью и может раскрывать детали, незаметные для человеческого глаза.

Кастомизация. 3D-сканирование тела позволяет проектировать одежду, аксессуары, медицинские протезы, корсеты исходя из анатомических особенностей и потребностей конкретного человека.

Скорость. Оцифровать взрослого человека полностью можно за несколько минут.

Неинвазивность. 3D-сканер не соприкасается с телом, тем самым сводя к минимуму дискомфорт во время сканирования.

Безопасность. 3D-сканирование абсолютно безвредно для человека.

Интеграция цифрового дизайна. Дизайнеры и инженеры используют высокоточные данные измерений тела для цифрового моделирования и виртуального прототипирования. Это ускоряет циклы разработки продуктов и снижает производственные затраты.

Медицина

Применение

• создание индивидуальных протезов, корсетов, брекетов и т.д.;

• мониторинг и диагностика, т.к. 3D-сканеры могут фиксировать очень тонкие изменения формы и размеров тела;

• создавать точных моделей анатомических структур пациента для более точного планирования хирургических вмешательств.

Ортезы для детей и подростков

Клиент Globatek - российская компания ИПР ОРТОТИС изготавливает ортезы для детей и подростков с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата. Для разработки применяются 3D-сканеры.

Протез голени

Немецкой фирме Sanitätshaus Klinz потребовалось разработать уникальный протез голени — идеально прилегающий к культе, а также водонепроницаемый и устойчивый к коррозии даже в условиях соленой воды.

Внешние компоненты протеза были напечатаны на 3D-принтере, объединены с механическими элементами и зафиксированы. Пациент — поклонник дайвинга — смог продолжать заниматься любимым хобби благодаря легкому, водонепроницаемому протезу.

Лицевые протезы для детей

Реабилитационному центру Romance Ferrari требовалась быстрая, точная, бесконтактная и безопасная технология для лечения детей с тяжелыми ожогами. Она должна была заменить болезненную процедуру создания лечебных масок, при которой для моделирования лица полоски гипса накладываются на обожженную кожу.

Чтобы воспроизвести лицо ребенка, перед созданием маски-протеза необходимо было получить высокоточную цифровую копию лица. Для этого применили 3D-сканер Artec Eva.

На основе высокоточных данных 3D-сканирования были напечатаны маски, помогающие заживлять ожоги. Проект сделал процедуру удобной для детей, не инвазивной и более эффективной. По сути, специалисты заменили гипсовую повязку 3D-сканированием.

Еще о 3D-сканерах в медицине >>

Спорт

Применение

• Создание кастомизированной экипировки и оборудования;

• анализ биомеханики движений спортсменов. Полученные данные помогают улучшить технику выполнения упражнений, предотвратить травмы;

• мониторинг состояния тела для контроля физической формы, оптимизации тренировок и диет.

Защитные шлемы

Компания Riddell Precision-Fit производит защитные футбольные шлемы, повторяющие контуры головы с точностью до полумиллиметра. В основе технологии — сканирование головы спортсмена.

Дизайнеры накладывают и объединяют 3D-сканы вместе, чтобы получить чертеж шлема каждого игрока, а затем отправляют окончательный дизайн на изготовление. Подкладка шлема изготавливается из пенополиуретана.

Скоростные сани

В 2008 году команда по санному спорту из Квебека побила мировой рекорд скорости, после чего решила принять новый вызов: преодолеть символическую отметку в 100 миль в час без двигателя.

Спортсмены обратились в компанию Creaform, чтобы специалисты улучшили аэродинамику саней на основе методов вычислительной гидродинамики.

Сани были оцифрованы портативным 3D-сканером Handyscan. В результате был получен высокоточный файл, который предоставил огромное количество информации для улучшения аэродинамики саней.

Мода

Применение

• получение точных данные о форме и размерах тела человека для создания одежды и обуви под конкретного потребителя;

• быстрое виртуальное тестирование продукции на цифровых моделях тела;

• создание цифрового архива с различными параметрами тел для быстрого проектирования и разработки продукции.

Одежда

Пекинская интернет-компания Ruizhiweidu (锐智维度) использует 3D-сканирование, чтобы оптимизировать производство одежды по индивидуальным заказам.

Сначала клиент сканируется для получения полной 3D-модели его фигуры. Затем модель импортируется в дата-центр для дальнейшего анализа и вычисления 58 ключевых размерных параметров тела. Далее модель передается в интеллектуальную систему создания выкроек.

Обувь

В 2018 году датский производитель обуви ECCO запустил сервис Quant-U, направленный на персонализацию обуви посредством 3D-технологий. Используя 3D-сканирование стоп, можно определить ортопедическую посадку, необходимую каждому человеку.

Еще один пример — детище итальянского бегуна Миро Бурони и производителя спортивной обуви и одежды Diadora: кроссовки, созданные с помощью 3D-сканирования и 3D-печати.

Сначала стопа спортсмена сканируется, затем следует биомеханический анализ бега и ходьбы в специальном программном обеспечении, с помощью данных 3D-сканирования стопы.

Кроссовки были напечатаны по технологии селективного лазерного спекания из композита, армированного углеродным волокном.

Криминалистика

Применение

• создание архива цифровых моделей лиц и тел, которые помогут в идентификации жертв преступлений или подозреваемых;

• детальное изучение травм, ран и других изменений на теле жертвы;

• цифровые модели тел на основе 3D-сканирования могут использоваться для обучения специалистов в сфере криминалистики.

Точные измерения травм

Авторы статьи, опубликованной в Китайском журнале судебной медицины, использовали для измерения травмированных участков тела ручной 3D-сканер EinScan Pro 2X 2020, достигающий точности 0,05 мм.

Исследователи отсканировали левое (в контрольной группе оно было неповрежденным) и правое (поврежденное) ухо и импортировали данные в систему экспертной помощи по идентификации травм человека Zhen 3D и подсчитали площадь дефектов правого уха в процентах от площади поверхности тела.

Используя EinScan и инновационные алгоритмы, удалось добиться точного измерения площади неправильно изогнутых поверхностей на теле человека, что можно использовать для определения травм, включая длину и площадь шрамов.

Еще о сканировании в криминалистике >>

Видеоигры

Применение

• Создание реалистичных и персонализированных персонажей, в том числе с помощью захвата движений живых актеров;

• уменьшение времени на разработку благодаря более быстрому моделированию персонажей.

Создание шутера

Всемирно известному разработчику видеоигр The Farm 51 нужен был способ быстро и точно создавать реалистичные высокополигональные 3D-модели для многопользовательской военной игры-шутера от первого лица World War 3.

Чтобы достичь поразительного уровня детализации персонажей Третьей мировой войны, The Farm 51 выбрала портативные цветные 3D-сканеры Artec 3D со структурированным светом, поскольку они давали им необходимый баланс скорости, потрясающего разрешения и простой обработки.

Разработчики использовали 3D-сканеры для оцифровки людей, униформы, оружия, оборудования, транспортных средств и сканы в реалистичные 3D-модели для быстрой интеграции с игрой.

Еще о 3D-сканировании человека при разработке игр >>