Seznámení s technologií 3D skenování a případová studie nasazení do výuky ve škole specializované na výuku ICT a počítačové grafiky.
Tiskárny pracující jako výstupní zařízení vytvářející trojdimenzionální obraz skutečnosti z virtuálního modelu jsou dnes módní ikonou laické výpočetní techniky (viz 3D tisk aneb tvorba objektů z reálného světa). Vidina snadného vytisknutí modelů či v budoucnu vytvoření vlastního domu či vesmírné stanice na měsíci je však stále hudbou vzdálenější budoucnosti. Podívejme se spíše na druhou stranu mince, a to na vstup trojdimenzionálních modelů v podobě 3D skenerů. Jedná se o zařízení snadno připojitelné k počítači, které zaznamená povrch předlohy a mnohdy i jeho strukturu (texturu), umožňující následné upravování, dotváření, rozpohybování či již zmíněné zpětné vytištění.
Technologie 3D skenerů
3D skenování je založeno na přenesení trojdimenzionální informace o objektu do počítače pomocí různých technologií snímání. Jedinou společnou nutností 3D skenerů je velké (tisícové až milionové) množství měření vzdálenosti skenovaného objektu. Různé druhy skenerů se liší v technologii osvitu objektu. Skenery můžeme také dělit dle využitelnosti. Některé skenery jsou vhodné pro skenování na krátké vzdálenosti a používají se spíše pro menší modely. Druhým pólem jsou skenery na skenování velkých objektů, např. nadživotních soch. Skenery se dále dělí na ruční skenery, kterými se postupně dokola nasnímá objekt a na systémy pro 3D skenování, které jsou automatizovány. 3D skenování má dlouhou tradici ve zdravotnictví, kde první CT (Computed Tomography) pochází již ze sedmdesátých let minulého století, dalším odvětvím je průmysl. V tomto článku se spíše zaměřím na 3D skenery použitelné v edukačním prostředí.Laserové triangulační skenery
Tyto skenery využívají laserový paprsek, který je vysílán na objekt a po odrazu ho zaznamená čidlo skeneru. Úhel a vzdálenost mezi vysílačem a čidlem je známý, proto pomocí triangulace systém vypočte vzdálenost skeneru od objektu. Tato technologie se používá nejčastěji pro ruční skenery do ohniskové vzdálenosti menší než metr, laserový systém neumožňuje zaznamenat texturu objektu.Strukturované světlo
Digitální fotoaparát s vysokým rozlišením synchronizovaný s projektorem, který vysílá strukturované světlo, snímá zakřivení světla dopadajícího na snímaný objekt. Strukturované světlo je obraz přesně vypočítaných černobílých či modrobílých pruhů. Vyhodnocením zakřivení jednotlivých hran pruhů je opět pomocí triangulace vypočtena vzdálenost skeneru od objektu. Díky snímání objektu fotoaparátem umožňuje tato technologie zaznamenat i texturu objektu.Stereoskopické skenery
Zařízení využívající dvě nebo více kamer zaměřené a zaostřené na jedno místo. Kamery ukládají obraz, který je pak systémem transformován do výsledného modelu. Tato metoda se používá u ručních skenerů a umožňuje zaznamenávat i texturu povrchu. Nevýhodou těchto skeneru je jejich malá přesnost a nutnost dobrého osvětlení skenovaného objektu.Využití 3D skenerů v praxi a výuce
Jak již bylo zmíněno 3D skenování není ve výpočetní technice novinkou, objekty se běžně skenují v průmyslu, architektuře, archeologii či ve filmovém a herním průmyslu. Nespornými výhodami 3D skenování je vznik virtuálního modelu, který je možné distribuovat do celého světa bez nutnosti převážet originál. Oskenování základů budovy či fragmentu kostry nám umožní vytvořit model historického objektu či dávno vyhynulých zvířat.3D skenování ve školách je výhodné především na odborných školách zaměřujících se na modelování jako na předmět výuky. Jsou to školy uměleckoprůmyslové, průmyslové, informatické, grafické, ale i lékařské či oděvní. Ve všech těchto oborech je potřebná znalost práce s modelem a editace předlohy. Při funkčním propojení s 3D tiskem si může každý student vytisknout svůj model v rámci zásad tvůrčí konstruktivistické výuky.
Celý článek na spomocnik.rvp.cz
.png)
0 komentářů:
Okomentovat