Tipos de escaneado 3D a examen: los comparamos

Escanear en 3D objetos del mundo real para digitalizarlos es algo cada vez m√°s com√ļn. Estos objetos digitalizados los podemos utilizar despu√©s para multitud de fines, desde insertarlos en videojuegos o experiencias de realidad virtual hasta replicarlos con impresoras 3D, pasando por un mont√≥n de aplicaciones industriales mucho m√°s t√©cnicas.

Para poder escanear en 3D estos objetos existen un mont√≥n de tecnolog√≠as diferentes y cada una tiene sus pros y sus contras. En el art√≠culo de hoy vamos a ense√Īarte las que consideramos m√°s interesantes y por qu√© deber√≠as elegir una u otra en funci√≥n de lo que est√©s buscando.

¬ŅQu√© tecnolog√≠as de escaneado 3D vamos a repasar?

Esta es la tercera parte de nuestra serie de art√≠culos sobre el escaneado 3D. En los dos primeros te hablamos de dos de las tecnolog√≠as que consideramos m√°s relevantes. Por un lado, tenemos la fotogrametr√≠a, donde puedes escanear objetos utilizando √ļnicamente una c√°mara. En segundo lugar te hablamos del escaneado 3D mediante luz estructurada, donde necesitar√°s aparatos un poco m√°s complejos.

A demás de estos dos tipos de los que ya te hemos contado muchas cosas, los vamos a compara con los métodos de escaneo 3D láser y la tomografía computerizada para darte un abanico más amplio de alternativas.

Primero te vamos a hablar un poco de cada una de estas tecnologías para que entiendas cómo funcionan y después compararemos las ventajas y desventajas de cada una para que puedas elegir la que más te convenga.

Fotogrametría

La fotogrametría, de la que ya te hemos hablado, es una técnica que está revolucionando el mundo. De manera simplificada, mediante fotogrametría tomamos muchas fotos de un objeto desde diferentes perspectivas. Más adelante, un software especializado analiza todas estas fotografías, buscando puntos característicos de los objetos e identificando dónde están estos puntos en cada imagen. Mediante este análisis se genera una nube de puntos, que puede convertirse después en una malla con nuestro objeto escaneado

La revoluci√≥n de este m√©todo de escaneado 3D es que s√≥lo hacen falta fotograf√≠as de un objeto para poder convertirlo en un modelo 3D. Esto nos abre muchas puertas comparado con otros sistemas que requieren de un esc√°ner 3D propiamente dicho, ya que podemos escanear objetos muy grandes como por ejemplo estatuas, edificios o incluso accidentes geogr√°ficos como monta√Īas o r√≠os mediante el uso de drones con c√°maras. A esto se le conoce como fotogrametr√≠a a√©rea y es algo cada vez m√°s usado en la industria.

Escaneado 3D mediante luz estructurada

En el escaneado 3D mediante luz estructurada, como su propino nombre indica, proyectamos patrones estructurados de luz sobre el objeto, como por ejemplo rallas paralelas o patrones geométricos conocidos. Estos patrones geométricos se verán deformados al proyectarse en la figura que estemos escaneando debido a su geometría. Analizando estas deformaciones mediante una o varias fotografías podremos reconstruir el objeto que las causó, generando así en 3D un modelo que es una copia del original.

Esta tecnolog√≠a, como te puedes imaginar, al usar un proyector para iluminar el objeto, tiene sus limitaciones: necesidad de iluminaci√≥n t√©nue u oscuridad total, imposibilidad de escanear objetos muy grandes… M√°s adelante te hablaremos de sus ventajas y desventajas m√°s en profundidad

Escaneado 3D l√°ser

Dentro del escaneado 3D mediante el uso de láseres existen dos principales tecnologías: las que miden el tiempo de vuelo y las que se basan en triangulación.

Muchos escáneres 3D se basan en la tecnología del tiempo de vuelo, por la cual se emite un láser (o varios) al objeto y, mediante un receptor en el propio escáner se mide cuánto tiempo tarda la luz en rebotar y volver. Sabiendo la velocidad del láser y con unos cálculos simples podemos utilizar esta técnica para saber la distancia a la que se encuentra un punto del objeto. Sólo hay que repetir esto unas cuantas veces para así obtener un mapa tridimensional de la distancia que separa el escáner de cada punto del objeto y, en consecuencia, un escaneo 3D del propio objeto

Otra manera similar de escanear un objeto en 3D utilizando un láser es la llamada triangulación. En este caso utilizamos un láser y un receptor para medir la distancia usando trigonometría.

En ambos casos el funcionamiento es similar, ya que ambos dependen de un láser y miden la distancia utilizando el rebote de este láser captado por una sensor especial. Es por esto que ambos comparten la mayoría de ventajas e inconvenientes.

Tomograf√≠a computerizada (TAC, CT…)

Este m√©todo, muy utilizado en medicina, consiste en sacar una serie de fotograf√≠as 2D de diferentes secciones del objeto mediante el uso de rayos X. En medicina se conoce como TAC, CT, TC… Posteriormente se sobreponen todas estas fotograf√≠as 2D como si de capas se tratasen para formar un modelo 3D.

Este sistema permite escanear no sólo la parte externa del objeto, sino también su geometría interna.

La tomografía computerizada es un método que se usa generalmente para obtener imágenes del interior del cuerpo humano, es un método diagnóstico ampliamente usado en la actualidad en la mayoría de hospitales. El paso de una imagen de tomografía (conocida como DICOM por el formato en la que se guarda) a un modelo 3D se llama segmentación, y es un proceso que se usa en laboratorios de impresión 3D médica para obtener modelos 3D del cuerpo humano.

Ventajas y desventajas de los tipos de escaneado

Escaneado 3D por fotogrametría

Qué es la fotogrametría

Ventajas

‚úÖ Es barato ya que no requiere equipo especializado

‚úÖ Permite escanear objetos muy grandes como edificios

‚úÖ Recoge muy bien la textura del objeto

‚úÖ Permite hacer an√°lisis de terreno usando drones

‚úÖ Puede llegar a ser muy preciso

Desventajas

‚ĚĆ No es muy f√°cil: Al no utilizar esc√°neres especializados no tenemos la facilidad de √©stos, que muchas veces son plug-and-play

‚ĚĆ Requiere programas especializados y ordenadores con buena capacidad de procesamiento

Escaneado con luz estructurada

Ventajas

Desventajas

‚úÖ Suele ser muy f√°cil obtener buenos resultados usando esc√°neres comerciales.

✅ Modelos de alta precisión

‚ĚĆ No se puede usar en exteriores o ambientes con mucha luz

‚ĚĆ No se pueden escanear objetos muy grandes

‚ĚĆ Los esc√°neres pueden ser caros

Escaneo l√°ser

Ventajas

✅ Es una tecnología muy versátil.

✅ Permite, no sólo escanear objetos, sino medir distancias, por lo que tiene muchos usos en robots y vehículos para escanear el ambiente

✅ Permite hacer escaneados de muy baja resolución con mucha velocidad, midiendo sólo unos cuantos puntos del objeto

Desventajas

‚ĚĆ No funciona bien en medios con mucha luz

‚ĚĆ En general es menos preciso que el escaneado con luz estructurada y tambi√©n m√°s propenso a errores

‚ĚĆ Equipo caro

Tomografía computerizada

Ventajas

Desventajas

✅ Aplicación para diagnóstico en medicina

✅ Muy alta resolución

✅ Permite escanear la geometría interna de los objetos

‚ĚĆ Es el m√©todo m√°s caro con diferencia

‚ĚĆ El objeto debe introducirse totalmente en el esc√°ner, por lo que necesitamos esc√°neres muy grandes

‚ĚĆ Requiere ser manejado por un t√©cnico especializado en rayos X

‚ĚĆ Exposici√≥n a rayos X ionizantes

Conclusiones

Te hemos ense√Īado cuatro m√©todos diferentes de escaneo 3D y te hemos contado algunas de sus ventajas e inconvenientes para que puedas compararlos. Si necesitas escanear tus propias piezas o incorporar el escaneado 3D a tu modelo de negocio no dudes en contactar. En Bitfab tenemos experiencia en el escaneo 3D con diversas tecnolog√≠as y sin duda sabremos ofrecerte la que mejor encaje con tus necesidades y las de tu proyecto.

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