3D-сканирование в науке
3D-сканеры все чаще используются в археологии, палеонтологии, биологии и других отраслях науки для быстрого и точного сбора данных. Благодаря возможности многократного сканирования, ученые исследуют изменения объектов во времени, а мобильность ручных сканеров открывает новые возможности для работы в поле.
Возможности 3D-сканеров
Точная документация объектов
Высокоточные цифровые модели физических объектов важны для многих отраслей науки, включая биологию, геологию, палеонтологию, т.к. сохраняют детали, которые могут быть утеряны или повреждены со временем. 3D-модели используют для исследований, реконструкций, создания виртуальных музеев, популяризации знаний, печати на 3D-принтерах.
Создание цифровых архивов
Облачные архивы не требуют специальных условий хранения. Цифровыми данными легко делиться с коллегами для дистанционной работы. 3D-объект можно исследовать многократно без риска повредить.
Визуализация сложных структур
В биологии, медицине и химии 3D-сканирование помогает визуализировать микроскопические объекты, структуры клеток, органы и ткани.
Возможности 3D-сканеров
Точная документация объектов
Высокоточные цифровые модели физических объектов важны для многих отраслей науки, включая биологию, геологию, палеонтологию, т.к. сохраняют детали, которые могут быть утеряны или повреждены со временем. 3D-модели используют для исследований, реконструкций, создания виртуальных музеев, популяризации знаний, печати на 3D-принтерах.
Создание цифровых архивов
Облачные архивы не требуют специальных условий хранения. Цифровыми данными легко делиться с коллегами для дистанционной работы. 3D-объект можно исследовать многократно без риска повредить.
Визуализация сложных структур
В биологии, медицине и химии 3D-сканирование помогает визуализировать микроскопические объекты, структуры клеток, органы и ткани.
3D-модель черепа моржа
Сканирование скелета гориллы
3D-модель черепа моржа
Сканирование скелета гориллы
Анализ изменений с течением времени
Сравнение сканов, сделанных в разное время, позволяет отслеживать динамику процессов. Это важно для изучения эрозии или разрушения объектов, влияния климатических изменений и т.д.
Более быстрый, точный и удобный сбор данных
3D-сканирование исключает необходимость в длительных и зачастую неудобных измерениях вручную. Автоматизация сводит к минимуму риск ошибок. Мобильные сканеры можно легко брать с собой для работы в полевых условиях.
Снижение риска повреждения образцов
Исследование редких и хрупких объектов требует осторожности. 3D-сканирование позволяет изучать объекты дистанционно, без физического контакта с поверхностью.
Анализ изменений с течением времени
Сравнение сканов, сделанных в разное время, позволяет отслеживать динамику процессов. Это важно для изучения эрозии или разрушения объектов, влияния климатических изменений и т.д.
Более быстрый, точный и удобный сбор данных
3D-сканирование исключает необходимость в длительных и зачастую неудобных измерениях вручную. Автоматизация сводит к минимуму риск ошибок. Мобильные сканеры можно легко брать с собой для работы в полевых условиях.
Снижение риска повреждения образцов
Исследование редких и хрупких объектов требует осторожности. 3D-сканирование позволяет изучать объекты дистанционно, без физического контакта с поверхностью.
Задачи 3D-сканирования в разных отраслях науки
Археология, палеонтология: воссоздание утраченных или разрушенных исторических артефактов — надписей, рисунков, монументов. Сканирование остатков или следов исчезнувших животных помогает воссоздать их облик. На основе полученных данных ученые создают детальные цифровые модели объектов, 3D-печатные экспонаты и т.д.
Биология и медицина: моделирование организмов, органов, тканей, изучение фауны и флоры. Например, ученые сканируют скелеты животных, чтобы исследовать их анатомию, и внутренние органы человека — для диагностики и планирования хирургических вмешательств.
Геология и география: изучение структуры земной коры, создание моделей горных пород, а также составление ландшафтных карт. 3D-сканирования помогает исследовать изменения рельефа и прогнозировать геологические процессы.
Задачи 3D-сканирования в разных отраслях науки
Археология, палеонтология: воссоздание утраченных или разрушенных исторических артефактов — надписей, рисунков, монументов. Сканирование остатков или следов исчезнувших животных помогает воссоздать их облик. На основе полученных данных ученые создают детальные цифровые модели объектов, 3D-печатные экспонаты и т.д.
Биология и медицина: моделирование организмов, органов, тканей, изучение фауны и флоры. Например, ученые сканируют скелеты животных, чтобы исследовать их анатомию, и внутренние органы человека — для диагностики и планирования хирургических вмешательств.
Геология и география: изучение структуры земной коры, создание моделей горных пород, а также составление ландшафтных карт. 3D-сканирования помогает исследовать изменения рельефа и прогнозировать геологические процессы.
Картирование пещеры с помощью ручного 3D-сканера
Картирование пещеры с помощью ручного 3D-сканера
Мобильные сканеры легче и удобнее, чем наземные. Поэтому их используют труднодоступных местах, таких, как пещеры, для полного и быстрого захвата данных
Мобильные сканеры легче и удобнее, чем наземные. Поэтому их используют труднодоступных местах, таких, как пещеры, для полного и быстрого захвата данных
Климатология и экология: создание точных моделей лесов, рек, озер и других природных объектов. Это помогает в изучении изменения климата и экосистемных процессов.
Технические науки: моделирование и симуляция различных процессов, таких как механика твердых тел, динамика жидкости и газов.
Материаловедение: анализ микроструктуры различных материалов для исследования свойств поверхности, выявления дефектов или особенностей материалов, а также для моделирования их поведения в различных условиях.
Климатология и экология: создание точных моделей лесов, рек, озер и других природных объектов. Это помогает в изучении изменения климата и экосистемных процессов.
Технические науки: моделирование и симуляция различных процессов, таких как механика твердых тел, динамика жидкости и газов.
Материаловедение: анализ микроструктуры различных материалов для исследования свойств поверхности, выявления дефектов или особенностей материалов, а также для моделирования их поведения в различных условиях.
Кейсы
Исследования вымерших животных
Сотрудники Геологического института РАН используют в своей работе приобретенный у компании Globatek оптический ручной 3D-сканер Artec Spider.
С появлением 3D-сканера процесс создания виртуальных моделей значительно упростился. В отличие от фотограмметрии 3D-сканер позволяет собрать информацию об исследуемом объекте буквально за считанные минуты и с минимальными погрешностями.
Кроме того, использование 3D-моделей для обмена с коллегами из других стран и регионов стало проще и эффективнее. Ранее для сравнения образцов необходимо было перевозить гипсовые копии — теперь же достаточно отправить 3D-модель.
Кейсы
Исследования вымерших животных
Сотрудники Геологического института РАН используют в своей работе приобретенный у компании Globatek оптический ручной 3D-сканер Artec Spider.
С появлением 3D-сканера процесс создания виртуальных моделей значительно упростился. В отличие от фотограмметрии 3D-сканер позволяет собрать информацию об исследуемом объекте буквально за считанные минуты и с минимальными погрешностями.
Кроме того, использование 3D-моделей для обмена с коллегами из других стран и регионов стало проще и эффективнее. Ранее для сравнения образцов необходимо было перевозить гипсовые копии — теперь же достаточно отправить 3D-модель.
Неполная 3D-модель скелета ископаемого миоценового носорога. Ученые сканировали отдельные кости, чтобы собрать 3D-модель и понять, как носорог мог выглядеть при жизни
Неполная 3D-модель скелета ископаемого миоценового носорога. Ученые сканировали отдельные кости, чтобы собрать 3D-модель и понять, как носорог мог выглядеть при жизни
Восстановление внешности по останкам черепа
В Институте этнологии и антропологии РАН используют приобретенные у Globatek современные сканеры для точных антропологических исследований и восстановления внешности людей по останкам костей черепа.
Так, например, благодаря Artec Space Spider непосредственно на месте раскопок были отсканированы более 60 черепов павших воинов Великой Отечественной войны для последующего опознания и реконструкции внешности.
Восстановление внешности по останкам черепа
В Институте этнологии и антропологии РАН используют приобретенные у Globatek современные сканеры для точных антропологических исследований и восстановления внешности людей по останкам костей черепа.
Так, например, благодаря Artec Space Spider непосредственно на месте раскопок были отсканированы более 60 черепов павших воинов Великой Отечественной войны для последующего опознания и реконструкции внешности.
Стоматологический сканер позволяет быстро получить высокоточные модели зубов при помощи бесконтактного 3D-сканирования
Такое устройство значительно упрощает процесс сбора материалов для изготовления слепков
Стоматологический сканер позволяет быстро получить высокоточные модели зубов при помощи бесконтактного 3D-сканирования
Такое устройство значительно упрощает процесс сбора материалов для изготовления слепков
Реконструкция рисунка древней вазы
Студентка Принстонского университета Эмили Эсер исследовала античную вазу, на рисунке которой была непонятна роль царицы богов Геры, т.к. отсутствовали нужные для интерпретации фрагменты изображения.
Эмили Эсер сканировала осколки вазы, что помогло ей найти доказательство выдвинутого предположения и раскрыть тайну рисунка.
Благодаря 3D-сканированию студентка смогла убедиться, что на исследуемой вазе Гера действительно является воином, стоящим над павшим врагом. Анализ показал, что никакая другая фигура не могла бы поместиться в пространстве между осколками.
Реконструкция рисунка древней вазы
Студентка Принстонского университета Эмили Эсер исследовала античную вазу, на рисунке которой была непонятна роль царицы богов Геры, т.к. отсутствовали нужные для интерпретации фрагменты изображения.
Эмили Эсер сканировала осколки вазы, что помогло ей найти доказательство выдвинутого предположения и раскрыть тайну рисунка.
Благодаря 3D-сканированию студентка смогла убедиться, что на исследуемой вазе Гера действительно является воином, стоящим над павшим врагом. Анализ показал, что никакая другая фигура не могла бы поместиться в пространстве между осколками.
3D-модель вазы
3D-модель вазы
Сканирование морских животных
Морские биологи из Университета Суонси используют технологию 3D-сканирования Artec в целях создания индивидуальных меток для акул, дельфинов и черепах. С помощью меток исследователи собирают данные о скорости, уровень активности, миграционных схемах морских существ, а также о влиянии температуры океана на их поведение.
Метки должны быть персонализированными. Слишком свободные устройства могут соскользнуть с животного, а слишком тугие причинить ему страдания. Для кастомизации важно знать точные параметры каждого животного. Чтобы их получить, ученые используют 3D-сканирование.
Artec Eva гарантирует получение точных данных как в помещение, так и на открытом воздухе и прекрасно справляется со сканированием блестящих и мокрых тел морских животных.
Сканирование морских животных
Морские биологи из Университета Суонси используют технологию 3D-сканирования Artec в целях создания индивидуальных меток для акул, дельфинов и черепах. С помощью меток исследователи собирают данные о скорости, уровень активности, миграционных схемах морских существ, а также о влиянии температуры океана на их поведение.
Метки должны быть персонализированными. Слишком свободные устройства могут соскользнуть с животного, а слишком тугие причинить ему страдания. Для кастомизации важно знать точные параметры каждого животного. Чтобы их получить, ученые используют 3D-сканирование.
Artec Eva гарантирует получение точных данных как в помещение, так и на открытом воздухе и прекрасно справляется со сканированием блестящих и мокрых тел морских животных.
Благодаря портативному аккумулятору Artec Eva сканирование можно проводить где угодно, даже у воды
Благодаря портативному аккумулятору Artec Eva сканирование можно проводить где угодно, даже у воды
