¿Qué es y para que sirve un escáner 3D?

Hola amigos, para todos aquellos que os preguntáis ¿Qué es un escáner 3d y para qué sirve? he decidido crear un post para explicaros un poco de que va este mundillo.

Escáner 3d Smartscan

Escáner 3d de luz estructurada Smartscan

En el mercado existen diferentes tipos de escáneres 3d dependiendo del uso que se le vaya a dar. No es lo mismo escanear una persona, escanear una escultura para su conservación, escanear una escultura para su reproducción o escanear piezas dentales.

Atendiendo a esta breve (y no muy explicativa) descripción de su posible uso, voy centrarme en los que mejor conozco, que son principalmente para escanear desde objetos cotidianos de pocos centímetros a objetos de grandes dimensiones. Y por grandes dimensiones entiendo esculturas de, pongamos, dos metros de altura.

Mi intención es daros una primera idea de aproximación de que es un escáner 3d y lo que se puede llegar a hacer con él. Si tenéis mas dudas podéis preguntarlas en los comentarios, aunque dejaré unos enlaces al final del post para que podáis profundizar más en el tema.

 

¿Uso de un escáner 3D?

Un escáner 3d es una máquina que sirve para capturar la geometría de un objeto y su color para después formar un modelo 3d del mismo. Es decir, es capaz de transformar un objeto real en uno virtual que podemos manipular con nuestros ordenadores y programas especializados.

Su uso es muy variado y actualmente se utiliza en muchos sectores:

  • Patrimonio: Conservación de obras de arte. Reproducción de esculturas.
  • Ingeniería: Control dimensional, control de calidad, ingeniería inversa de piezas.
  • Dental: Diseño de prótesis y estudios odontológicos.
  • Arquitectura: Medición y planificación de edificios, levantamiento de planos.
  • Arqueología: Estudio de yacimientos arqueológicos. Reconstrucción de piezas.
  • Topografía: Estudio de terrenos, minería. Trazados viales.

Estos son solo algunos ejemplos de aplicación.

 

Tipos de escáner 3d

Existen dos tipos: Con contacto y sin contacto.

 

Con contacto

Este escáner 3d tienen un palpador que va recorriendo la pieza capturando la geometría de la misma. O simplemente se toca con el palpador en diferentes puntos del objeto para conseguir las coordenadas XYZ.

Para objetos artísticos, históricos o de valor, prácticamente están en desuso ya que el palpador puede dañar la superficie de la pieza. Donde sí son bastante útiles son para control dimensional en fabricación ya que su precisión es muy elevada.

Como ejemplos tenemos las maquinas tridimensionales que se usan en ingeniería, los brazos del fabricante faro o las Cyclone de Renishaw.

Sin Contacto

Podemos hacer tres distinciones: Escáneres láser, de luz blanca estructurada y de tiempo de vuelo.

El escáner laser funciona por triangulación, esto es proyectando un láser que va recorriendo el objeto y una cámara se encarga de analizar el láser para determinar las coordenadas XYZ. Voy a intentar explicarlo viendo la foto: Como hemos indicado esta tecnología se llama por triangulación. Como es lógico si se llama por triangulación es porque existe un triangulo.

Esquema triangulación escaner 3d láser

Esquema triangulación escaner 3d láser

En los vértices de este triángulo se encuentran: El emisor del láser, el objeto sobre el que incidirá el láser y la cámara. Pues bien, el lado (A) del triangulo que forma la cámara con el emisor del láser es conocido. El ángulo que forma el emisor láser con la cámara también lo conocemos (Ω) y el ángulo del vértice de la cámara (β) puede ser determinado localizando la ubicación del láser en la cámara.

De esta manera es posible localizar las coordenadas XYZ del objeto en el espacio y poder formar la nube de puntos.

Como ejemplo podemos poner el escáner 3d Vivid 910 de Konika Minolta.

El escáner de luz blanca estructurada emite un patrón de luz (normalmente de líneas paralelas) sobre el objeto y una cámara analiza la deformación del patrón para formar la geometría. Ejemplo: Los escáneres de Steinbichler, Aicon…

Existe otro tipo de escáneres llamados de tiempo de vuelo… pero si os interesa de este tipo de escáneres hablaré en otro post, que este sino, se hace muy largo.

 

La pregunta del millón. ¿Láser o luz blanca estructurada?

Habiendo usado los dos, el láser durante muchos años, (siempre en el campo artístico), yo no tengo ninguna duda. Me quedo con la luz blanca estructurada. ¿Por qué? Simplemente porque me ha dado mejores resultados. El láser es más rápido y en bajo relieves se comporta muy bien. Pero a la hora de escanear objetos grandes de bulto redondo como esculturas yo he tenido más de un problema.

La luz blanca es más lenta (unos cuantos segundos más) a la hora de capturar la geometría pero consigue una resolución mucho mayor.

Por supuesto que esta es mi experiencia y mi opinión. Si tuviera que escanear cuadros o bajo relieves seguramente optaría por algún escáner láser pero principalmente escaneo objetos de bulto redondo o alto relieves y la luz blanca me ha dado muy buenos resultados.

 

Quiero uno ¿Qué precio tienen?

Pues como todo, tienes diferentes gamas de precio que varían según la utilidad que le vayas a dar. Si vas a escanear cosas grandes, pequeñas, si lo quieres para el sector del arte, patrimonio o dental. Si lo quieres con una cámara, con dos, con más megapixeles, con menos… El baremo de precios es muy grande, los tienes desde unos 120 € del escáner 3d kinnect hasta más de 50.000€ de algunos fabricantes.

Pero no te asustes… si tienes un proyector o un puntero laser de franja horizontal y una web cam puedes hacerte uno casero.

Dependiendo de lo que se va escanear conviene usar un escáner 3d u otro. No todos valen para lo mismo. Pero de esto hablaremos en otra ocasión.

¡¡Hasta la próxima!!

 

Os dejo un par de enlaces para el que quiera profundizar en el tema:

Red Mexicana de Arqueología – Buen post sobre las técnicas y tecnologías.

SABIA – No tan completo como el anterior pero igual de válido.

 

… Y al César lo que es del César. Aquí teneis los enlaces a las fotos originales que no son hechas por mi.

Fotos del palpador de la máquina Cyclone

Foto de la máquina Cyclone escaneando

Fotos del Brazo de faro

Foto escáner aicon

Luz estructurada escaneando un ángel

Laser escaneando león

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2 Comments

  1. Javier Genis Marti

    Hola Luis, Busco un escaner 3D para uso personal y profesional. En el uso profesional estaría en el taller de mecanizado donde trabajo. Estado viendo el David láser SLS-3 Y EL SLS-3-STEREO, también e estado mirando el escaner Eva de Artec 3D. Tu como profesional en la materia ¿Que me recomendarías para digitalización de los exteriores y interiores de Vehículos ? Así de este modo poder realizar diseños de jaulas antivuelco y digitalización de mas piezas mecánicas. Saludos y muchas gracias

    • Luis GP

      Hola Javier,
      he visto primero el mensaje que me has dejado en facebook y te he respondido por ahí. Saludos!!

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  1. La guía del escáner 3d portátil - Precios, Especificaciones y más - […] en el blog, y no sabes muy bien de qué trata este mundillo, te invito a que te leas…

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