■ ภาพรวม：

กระบวนการสร้างแบบจำลอง 3D เริ่มต้นด้วยการเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมกับงาน และการเลือกนี้ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการสร้างแบบจำลอง 3D เพื่อจุดประสงค์ใด กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ คุณวางแผนที่จะใช้เครื่องมือดังกล่าวอย่างไร เครื่องมือที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ การสแกน 3D และการถ่ายภาพสามมิติ บทความนี้จะแนะนำคุณว่าควรเลือกเครื่องมือใดสำหรับโครงการเฉพาะ ตลอดจนสามารถรวมเครื่องมือทั้งสองเข้าด้วยกันเมื่อใด

เครื่องสแกน 3D

แบบจำลอง 3D ที่สร้างขึ้นโดยใช้การถ่ายภาพทางอากาศ (ซ้าย) เทียบกับแบบจำลอง 3D ที่สร้างขึ้นโดยใช้การสแกน 3D (ขวา)

สำหรับผู้เริ่มต้น เรามาดูวิธีการทำงานของการสแกน 3D กันก่อน และเราจะมาดูประเภทหลักของเครื่องสแกน 3D ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดกันด้วย ซึ่งข้อมูลนี้จะเป็นประโยชน์ในภายหลัง เมื่อเราเปรียบเทียบเทคโนโลยีนี้กับการถ่ายภาพสามมิติ

การสแกน 3D เป็นเทคโนโลยีที่นำวัตถุทางกายภาพ หรือพูดให้ชัดเจนกว่านั้นคือข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างและสีเข้ามาสู่โลกดิจิทัล เมื่อคุณมีแบบจำลองดิจิทัลของวัตถุบนคอมพิวเตอร์แล้ว คุณจะสามารถทำสิ่งต่าง ๆ ได้มากมาย ไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบ, วัด, ปรับเปลี่ยน, จำลองสถานการณ์หรือทดสอบความเครียด, แชร์, ทำงานร่วมกัน หรือนำเข้าสู่สภาพแวดล้อม AR/VR เรียกได้ว่าทำได้ทุกอย่าง

การบันทึกชิ้นส่วนเครื่องบินที่มีความแม่นยำในระดับต่ำกว่ามิลลิเมตรด้วยเครื่องสแกน 3D Artec Leo

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

การสแกน 3D ถูกนำมาใช้มากขึ้นในการตรวจสอบ, วัด และแปลงวัตถุเป็นดิจิทัลในภาคอุตสาหกรรม, การแพทย์, ยานยนต์, CGI, อวกาศ และโบราณคดี เป็นต้น

คุณจะสร้างแบบจำลองดิจิทัลที่แม่นยำของวัตถุได้อย่างไร คำตอบสั้น ๆ คือ ใช้เครื่องสแกน 3D ภาพรวมของเครื่องมือสแกน 3D เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วได้รับการพัฒนา และมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ขึ้นมาตั้งแต่พื้นฐาน ในปัจจุบัน เครื่องมือสแกน 3D ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือเครื่องสแกนแบบ Structured-light และแบบเลเซอร์สามเหลี่ยม

เครื่องสแกนสามมิติแบบโครงสร้างแสงและเลเซอร์แบบสามเหลี่ยม

กลไกของอุปกรณ์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมาก สแกนเนอร์ฉายแสงลงบนพื้นผิวของวัตถุ และกล้องของสแกนเนอร์จะบันทึกว่าลำแสงที่ฉายออกมานั้นบิดเบือนอย่างไรเมื่อสะท้อนจากพื้นผิว ความแตกต่างในที่นี้คือ สแกนเนอร์แสงโครงสร้างจะส่งลำแสงสีขาวหรือสีน้ำเงินออกมาซึ่งก่อตัวเป็นตาราง ในขณะที่สแกนเนอร์แบบสามเหลี่ยมเลเซอร์จะปล่อยเส้นตรงธรรมดาออกมา

ระหว่างการสแกน สแกนเนอร์ 3D จะรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับจุดต่าง ๆ นับล้านจุดบนพื้นผิวของวัตถุ และซอฟต์แวร์ของสแกนเนอร์จะวิเคราะห์การบิดเบือนที่กล่าวถึงข้างต้น และจัดตำแหน่งจุดต่าง ๆ ทั้งหมดที่สัมพันธ์กัน จึงสร้างรูปร่างของวัตถุขึ้นใหม่ในสภาพแวดล้อมดิจิทัล

เมื่อใช้ทั้งวิธีการสร้างโครงสร้างด้วยแสงและเลเซอร์แบบสามเหลี่ยม ชุดข้อมูลจุด 3D จะเรียกว่ากลุ่มจุด และสามารถแปลงเป็นแบบจำลองตาข่าย 3D ได้ ขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่ใช้สร้างตาข่ายนี้ โทโพโลยีของชุดข้อมูลอาจประกอบด้วยหน้าสามเหลี่ยมหรือหน้ากำลังสอง แต่ไม่ว่าจะใช้วิธีใด แบบจำลองจะประกอบด้วยหน้าเหล่านี้หลายล้านหน้าซึ่งเชื่อมเข้าด้วยกัน การแปลงจะดำเนินการเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานเพิ่มเติมกับแบบจำลองดิจิทัลของวัตถุสำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ CAD, AR/VR และอื่น ๆ

เครื่องสแกนสามมิติและซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพช่วยให้คุณสามารถสร้างวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริงได้แทบทุกชนิดในรูปแบบดิจิทัลด้วยความแม่นยำในระดับที่น่าทึ่ง

เทคโนโลยีการสแกน 3D ด้วยแสงโครงสร้างและเลเซอร์พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องสแกนวัตถุที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก ตั้งแต่ขนาดไม่กี่มิลลิเมตรไปจนถึงไม่กี่เมตร ด้วยเครื่องสแกน 3D แบบพกพา กระบวนการนี้จะรวดเร็วเป็นพิเศษ และแบบจำลอง 3D ขั้นสุดท้ายจะมีความแม่นยำสูงและมีความใกล้เคียงกับต้นฉบับเป็นอย่างยิ่ง

เทคโนโลยีการสแกน 3D แบบ Time-of-Flight

เมื่อขนาดของวัตถุ (ไม่ว่าจะเป็นความสูงหรือความยาว) เกินหลายสิบเมตร คุณอาจต้องการเลือกเครื่องสแกน 3D ที่ใช้เทคโนโลยี Time-of-Flight (TOF) หรือเรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการสแกน 3D ด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ เครื่องสแกนดังกล่าวสามารถอธิบายได้ว่าเป็นระยะไกล ซึ่งแตกต่างจากเครื่องสแกนแบบใช้แสงโครงสร้างและแบบเลเซอร์สามเหลี่ยม ระยะห่างระหว่างเครื่องสแกน TOF กับวัตถุสามารถอยู่ระหว่างหลายเมตรไปจนถึงหลายร้อยหรือแม้แต่หลายพันเมตร

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

เครื่องสแกน 3D ที่ใช้แสงโครงสร้าง, เวลาบิน (ToF) และการวัดแบบสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์ มอบความคล่องตัวและผลตอบรับแบบเรียลไทม์ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยการถ่ายภาพสามมิติในปัจจุบัน

เทคโนโลยีนี้ทำงานอย่างไร สแกนเนอร์จะปล่อยพัลส์เลเซอร์ เมื่อพัลส์เลเซอร์สะท้อนกลับจากพื้นผิว ตัวรับของสแกนเนอร์จะรับพัลส์นั้นไว้ สแกนเนอร์จะคำนวณเวลา (เศษเสี้ยววินาที) ที่พัลส์แต่ละพัลส์ใช้ในการสะท้อนกลับ สแกนเนอร์จะรวบรวมและบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับพัลส์นับล้านที่สะท้อนกลับมา และสร้างภาพของพื้นผิวขึ้นมา ความแม่นยำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับโซลูชันที่ใช้และพื้นที่ที่ต้องการแปลงเป็นดิจิทัล หากคุณกำลังสแกนอาคารด้วยสแกนเนอร์ 3D แบบตั้งพื้นบนขาตั้งกล้อง คุณก็คาดหวังได้เลยว่าเครื่องจะสแกนได้แม่นยำถึงเพียงไม่กี่มิลลิเมตร หากคุณต้องทำแผนที่ภูมิประเทศในพื้นที่ขนาดใหญ่ และคุณกำลังสแกนจากเครื่องบินหรือโดรน ค่าความคลาดเคลื่อนของคุณอาจสูงถึงหลายเซนติเมตร

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องสแกน 3D

จากส่วนแรกของบทความนี้ คุณสามารถสรุปได้ว่าเครื่องสแกนแบบโครงสร้างแสง, การสแกนแบบเลเซอร์ และ TOF สามารถให้สำเนาดิจิทัลที่แม่นยำของวัตถุที่มีขนาดค่อนข้างเล็กหรือพื้นผิวขนาดใหญ่ได้ ความแม่นยำของข้อมูลเชิงพื้นที่ที่ได้จากโซลูชันการสแกน 3D คุณภาพสูงทำให้เครื่องสแกน 3D เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในสาขาที่ข้อผิดพลาดด้านความแม่นยำอาจนำไปสู่ผลที่ไม่อาจย้อนกลับได้หรืออาจถึงขั้นหายนะได้ เครื่องสแกน 3D ได้รับการไว้วางใจในการออกแบบอุตสาหกรรมและวิศวกรรม โดยผู้เชี่ยวชาญระดับสูงใช้เครื่องสแกนนี้เพื่อจุดประสงค์ที่หลากหลาย เช่น การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, การตรวจสอบการทำงานที่เสถียรของท่อ และตรวจสอบคุณภาพของชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ผลิตเป็นจำนวนมาก

ในด้านการดูแลสุขภาพ การประยุกต์ใช้เครื่องสแกน 3D มีตั้งแต่การออกแบบอุปกรณ์เทียมและการปลูกถ่ายที่ปรับแต่งให้พอดีและใช้งานได้นานหลายปี ไปจนถึงการประเมินผลการทำศัลยกรรมตกแต่งทั้งก่อนและหลังการผ่าตัด, ในด้านศิลปะ, ความบันเทิง, วิทยาศาสตร์ และพิพิธภัณฑ์ เครื่องสแกน 3D ช่วยสร้างตัวละครจำลองแบบดิจิทัล แปลงฟอสซิลอายุนับล้านปีที่ขุดค้นและที่เก็บของในพิพิธภัณฑ์ให้เป็นดิจิทัล และช่วยพัฒนางานวิจัยในด้านต่าง ๆ เช่น กายวิภาคศาสตร์, บรรพชีวินวิทยา และแม้แต่การสำรวจอวกาศ สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด นักมานุษยวิทยาทางนิติเวชจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ หันมาใช้การสแกน 3D เนื่องจากเป็นวิธีที่รวดเร็วและแม่นยำที่สุดในการบันทึกสถานที่เกิดเหตุ

Artec Eva ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างอุปกรณ์เทียมที่กำหนดเองที่มีประสิทธิภาพสูง

นอกเหนือจากการใช้งานที่หลากหลายเหล่านี้แล้ว เครื่องสแกน 3D ยังโดดเด่นด้วยความสะดวกในการใช้งาน ตัวอย่างเช่น เครื่องสแกนแบบพกพาเป็นอุปกรณ์น้ำหนักเบาที่คุณสามารถใช้เดินไปรอบ ๆ วัตถุเพื่อจับภาพทุกส่วนของพื้นผิว เครื่องสแกน 3D ที่ล้ำหน้าที่สุดเป็นโซลูชันแบบครบวงจร: เครื่องสแกนเหล่านี้มีหน้าจอสัมผัสในตัวเพื่อให้คุณติดตามความคืบหน้าในการสแกนได้แบบเรียลไทม์บนจอแสดงผลของเครื่องสแกนโดยไม่ต้องใช้แล็ปท็อปหรือแท็บเล็ต การไม่มีแล็ปท็อปหรือแท็บเล็ตยังหมายความว่าคุณสามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ วัตถุได้อย่างอิสระ ไม่ถูกขัดขวางด้วยสายเคเบิลหรือสายไฟ

ข้อมูลตอบกลับแบบเรียลไทม์ที่ได้จากหน้าจอเหล่านี้ยังมีค่าอย่างยิ่งสำหรับผู้ใช้ เนื่องจากช่วยให้ผู้ใช้เข้าใจได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายว่าได้จับภาพทุกส่วนของวัตถุหรือไม่ เราจะเจาะลึกข้อดีและข้อเสียของการถ่ายภาพสามมิติในเร็ว ๆ นี้ แต่ควรสังเกตว่านี่เป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของการสแกน 3D ด้วยหน้าจอในตัว นั่นคือ คุณจะทราบได้ทันทีว่าได้รวบรวมข้อมูลใดบ้างและขาดข้อมูลใดบ้าง

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

เครื่องสแกน 3D แบบพกพาที่ล้ำสมัยที่สุดในปัจจุบันมีจอแสดงผลที่ให้ข้อมูลตอบรับแบบเรียลไทม์ ดังนั้นคุณจึงไม่ต้องเดินสายเคเบิลกับจอภาพเพื่อตรวจสอบความคืบหน้าอีกต่อไป

นอกจากนี้ ตามที่ได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ เครื่องสแกน 3D สามารถจับภาพรูปร่างของวัตถุได้ และบางเครื่องยังสามารถจับภาพสีหรือพื้นผิวของวัตถุได้อีกด้วย ซึ่งเป็นที่รู้จักในวงการสแกน 3D แม้ว่าความแม่นยำจะเป็นไพ่เด็ดที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของการสแกน 3D แต่ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อีกด้วยความสดใสของการถ่ายภาพสามมิติ

โฟโตแกรมเมทรี

โฟโตแกรมเมทรีเป็นเทคโนโลยีที่สร้างแบบจำลองวัตถุ 3D ด้วยการรวมภาพถ่ายหลายภาพของวัตถุเข้าด้วยกัน ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีการสแกน 3D ระดับมืออาชีพที่กล่าวข้างต้น โฟโตแกรมเมทรีไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องสแกน 3D สิ่งที่คุณต้องมีในการสร้างภาพคือ… ใช่แล้ว กล้อง ไม่จำเป็นต้องเป็นอุปกรณ์เฉพาะทางใด ๆ คุณจึงสามารถทำกระบวนการให้เสร็จสิ้นได้โดยใช้ภาพที่ถ่ายด้วยอะไรก็ได้ตั้งแต่สมาร์ทโฟนแบบพกพาไปจนถึงโดรน การถ่ายภาพด้วยกล้อง 2D จะประมวลผลโดยซอฟต์แวร์โฟโตแกรมเมทรี โดยคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ โดยหลัก ๆ แล้วคือความยาวโฟกัสของกล้อง ความบิดเบี้ยวและความละเอียดของเลนส์ ตำแหน่งและมุมของกล้องเมื่อถ่ายภาพวัตถุ รวมถึงต้องมีระยะการมองเห็นของกล้องที่เพียงพอและการทับซ้อนกันระหว่างภาพถ่ายของพื้นที่ที่อยู่ติดกัน

ซอฟต์แวร์โฟโตแกรมเมทรี

หากเราตัดแอปฟรีออกไป ซึ่งมักไม่เอื้อต่อผลลัพธ์ที่มีคุณภาพ พร้อมทั้งให้การสนับสนุนที่จำกัดหรือไม่มีเลย ตลอดจนมีเครื่องมือประมวลผล/แก้ไขให้เลือกไม่มากนัก ก็จะมีแบรนด์หลักสองแบรนด์ในอุตสาหกรรมนี้ ได้แก่ Reality Capture และ Metashape แบรนด์แรกโดดเด่นด้วยเวิร์กโฟลว์ที่ยืดหยุ่นและใช้งานง่ายกว่า โดยมีตัวเลือกมากมายให้เลือกเมื่อคุณต้องการแก้ไขข้อมูลต้นฉบับ คุณสามารถดาวน์โหลด Reality Capture ได้ฟรีและให้ซอฟต์แวร์ประกอบโมเดล 3D ให้กับคุณ

โครงการการถ่ายภาพสามมิติใน RealityCapture

จากนั้นคุณจะสามารถดูว่าโปรแกรมดูดีพอสำหรับความต้องการของคุณหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น คุณจะสามารถดาวน์โหลดโมเดล 3D ได้โดยเสียค่าธรรมเนียม นอกจากนี้ RealityCapture ยังคำนวณได้เร็วกว่าคู่แข่งหลักถึง 10 เท่า ในทางกลับกัน ข้อดีอย่างหนึ่งของ Metashape ก็คือการสนับสนุนที่ไม่เคยเปลี่ยนแปลงและชุมชนผู้ใช้ที่กว้างขวาง ซึ่งคุณสามารถขอคำแนะนำและความช่วยเหลือได้หากจำเป็น คุณจะได้รับสื่อการฝึกอบรมมากมายและสามารถเข้าถึงแกลเลอรีโมเดล 3D ที่น่าประทับใจ ผู้ใช้หลายคนยังเชื่อว่า Metashape ให้ความแม่นยำสูงกว่า RealityCapture

สำหรับผู้ที่กำลังมองหาตัวเลือกอื่น 3DF Zephyr และ Meshroom ยังคงพัฒนาชุดคุณลักษณะโฟโตแกรมเมทรีที่มีประสิทธิภาพอยู่แล้วให้ดียิ่งขึ้น ในส่วนอื่น ๆ Colmap ซึ่งเป็นโซลูชันฟรีที่พัฒนาขึ้นในตอนแรกเพื่อการวิจัย นำเสนอทางเลือกอื่นที่ประหยัดงบประมาณและใช้งานง่าย

ข้อดีและข้อเสียของการถ่ายภาพด้วยแสง

ข้อดีอย่างหนึ่งของการถ่ายภาพสามมิติคือกล้องที่ใช้มีราคาไม่แพง ปัจจุบันสมาร์ทโฟนมีกล้อง 16 MP ซึ่งสามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดสีเพียงพอสำหรับการถ่ายภาพสามมิติได้ เช่นเดียวกับการสแกนสามมิติ การถ่ายภาพสามมิติเป็นวิธีการแปลงวัตถุเป็นดิจิทัลโดยไม่ต้องสัมผัส อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์การถ่ายภาพสามมิติ ไม่ว่าจะเป็นกล้องระดับมืออาชีพหรือสมาร์ทโฟน ก็มีน้ำหนักเบาและพกพาสะดวก และไม่จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมใด ๆ ในการใช้งาน ไม่เหมือนกับการสแกนสามมิติ คุณไม่จำเป็นต้องเลือกเครื่องมือ (กล้อง) ที่เหมาะสม ขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุที่คุณอาจต้องสแกน กล้องสามารถใช้ได้กับวัตถุทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่

โฟโตแกรมเมทรีช่วยให้คุณถ่ายภาพวัตถุรอบตัวและแปลงเป็นแบบจำลอง 3D ที่เหมือนจริง แหล่งที่มาของภาพ: 3dscanexpert.com

โดยธรรมชาติแล้ว ยิ่งคุณภาพของภาพสูงขึ้นเท่าใด คุณภาพของแบบจำลอง 3D ขั้นสุดท้ายที่สร้างจากภาพดังกล่าวก็จะดีขึ้นเท่านั้น ปัจจัยสำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการสร้างแบบจำลอง 3D แบบไม่มีช่องว่างคือภาพที่คุณถ่ายนั้นครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของวัตถุหรือไม่ คุณควรเตรียมใจไว้ว่าจะต้องถ่ายภาพด้วยมือหลายสิบถึงหลายร้อยหรือแม้แต่หลายพันภาพหากต้องการผลลัพธ์ที่ดีขึ้น ลองเปรียบเทียบกับการจับภาพข้อมูล 3D โดยอัตโนมัติทันทีที่ดำเนินการโดยเครื่องสแกน 3D สิ่งนี้ทำให้เราพบข้อจำกัดอีกประการหนึ่งของการถ่ายภาพสามมิติ: ในกรณีส่วนใหญ่ การสร้างแบบจำลอง 3D ของบุคคลนั้นไม่สามารถทำได้จริง เว้นแต่ว่าแบบจำลองของคุณจะนิ่งอยู่ได้หลายนาทีหรือหลายชั่วโมง

ในทำนองเดียวกัน การถ่ายภาพสามมิตินั้นยากกว่ามากที่จะนำไปใช้ในสถานที่จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณกำลังวางแผนที่จะใช้การตั้งค่าแบบบูธ ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังสแกนในพื้นที่ห่างไกล เช่น กลางทุ่ง การใช้บูธขนาดใหญ่ที่นั่นจะค่อนข้างยุ่งยาก หากคุณกำลังสแกนผู้คนที่ไม่ได้อยู่ร่วมกัน การจัดส่งเครื่องสแกน 3D ให้กับพวกเขายังง่ายกว่าการจัดเตรียมกล้องหลายตัวที่ซับซ้อนอีกด้วย

คุณอาจต้องการให้วัตถุได้รับแสงสม่ำเสมอขณะถ่ายภาพ มิฉะนั้น คุณอาจต้องใช้เวลาหลายวันในการแก้ไขหรือปรับความสว่างของภาพหลายภาพในภายหลัง นี่เป็นปัญหาทั่วไปเมื่อถ่ายภาพวัตถุในสถานที่เปิดโล่งในวันที่แดดจัด โดยด้านที่มีแสงแดดจะดูสว่างกว่าด้านที่มีเงา

ดังนั้น ตามหลักการแล้ว คุณควรเลือกวันที่มีเมฆมากสำหรับการถ่ายภาพของคุณ หากคุณพบว่าพื้นผิวบางส่วนไม่ออกมาดีพอในขั้นตอนการประมวลผล คุณจะต้องกลับไปยังสถานที่ถ่ายภาพเดิมและสร้างสภาพแวดล้อมแบบเดียวกับการถ่ายภาพครั้งแรก รวมถึงแสงด้วย คุณโชคดีมากหากสามารถเพิ่มภาพถ่ายใหม่ลงในฐานข้อมูลเดิมได้ อย่างไรก็ตาม มีโอกาสที่คุณอาจต้องถ่ายภาพวัตถุหรือฉากทั้งหมดใหม่อีกครั้ง

คุณสามารถหลีกเลี่ยงข้อจำกัดบางประการของการถ่ายภาพด้วยแสงเทียมได้โดยการลงทุนในแหล่งกำเนิดแสงเทียมและติดตั้งฟิลเตอร์โพลาไรซ์ให้กับแหล่งกำเนิดแสงเทียมและกล้องของคุณ การตั้งค่าโพลาไรซ์แบบไขว้ดังกล่าวจะช่วยลดปริมาณของวัตถุที่ถูกบดบังด้วยแสงสะท้อนระหว่างการถ่ายภาพ ส่งผลให้ได้แบบจำลองการถ่ายภาพด้วยแสงเทียมที่มีรายละเอียดมากขึ้น ข้อเสียอย่างหนึ่งของกระบวนการนี้คือต้องซื้ออุปกรณ์โพลาไรซ์ ซึ่งทำให้เซสชันการถ่ายภาพมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้น นอกจากนี้ยังไม่ใช่วิธีที่สมบูรณ์แบบ เนื่องจากหากโพลาไรเซอร์ของคุณไม่ได้ทำจากวัสดุเดียวกัน อาจทำให้สีเปลี่ยนและทำให้รูปลักษณ์ของแบบจำลองผิดเพี้ยนได้

โครงการการถ่ายภาพสามมิติใน Meshroom

ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อเทียบกับการสแกน 3D ซึ่งให้การวัดเชิงเส้นที่แม่นยำ ขนาดและสัดส่วนของวัตถุมีแนวโน้มที่จะบิดเบือนด้วยการถ่ายภาพสามมิติ เนื่องมาจากเทคโนโลยีนี้ต้องอาศัยคุณภาพของภาพอินพุต ซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากปัญหาต่าง ๆ ตั้งแต่แสง ความละเอียด และความเบลอจากการเคลื่อนไหว เนื่องจากโมเดลขั้นสุดท้ายถูกประกอบเป็นหน่วยนามธรรม จึงไม่สามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การวิศวกรรมย้อนกลับหรือการตรวจสอบคุณภาพได้

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

ข้อจำกัดจากความสามารถในการพกพา ความเปราะบางต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลง และความแม่นยำของอุปกรณ์โฟโตแกรมเมทรีทำให้อุปกรณ์นี้ไม่เหมาะกับการใช้งานบางประเภทเท่ากับการสแกน 3D

เราจะผสมผสานส่วนที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกเข้าด้วยกันได้อย่างไร?

ในบางกรณี คุณอาจต้องการให้โมเดล 3D ของคุณมีความแม่นยำมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และแสดงสีที่สมจริง ดังนั้น คุณสามารถพิจารณาใช้การสแกน 3D ร่วมกับภาพถ่าย

วิธีการนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างภาพเหมือนสามมิติของอดีตประธานาธิบดีบารัค โอบามาในสมัยนั้นเป็นครั้งแรก สำหรับโครงการดังกล่าว จะใช้เครื่องสแกนแสงแบบมีโครงสร้าง (Artec Eva) ร่วมกับการถ่ายภาพสามมิติ อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าการถ่ายภาพสามมิตินั้นค่อนข้างยุ่งยากเมื่อคุณต้องสร้างแบบจำลองสามมิติของบุคคล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราพูดถึงอดีตประธานาธิบดีที่มักมีตารางงานที่แน่นอยู่เสมอ วิธีแก้ปัญหาคือการถ่ายภาพพร้อมกันด้วยกล้องมากถึง 80 ตัวที่ติดตั้งอยู่บนนั่งร้านพิเศษรอบ ๆ อดีตประธานาธิบดี วิธีนี้ทำให้สามารถจับภาพสี, เฉดสี และโทนสีทั้งหมดได้ในระยะเวลาสั้นที่สุด และ Artec Eva ก็ช่วยให้สามารถจับภาพรูปร่างของศีรษะได้อย่างแม่นยำที่สุด

บารัค โอบามากำลังถูกสแกนร่วมกับ Artec Eva เพื่อสร้างภาพเหมือน 3D ของประมุขแห่งรัฐเป็นครั้งแรก โดยมีระบบโฟโตแกรมเมทรีที่มองเห็นได้ในพื้นหลัง แหล่งที่มาของรูปภาพ: whitehouse.gov

ในกรณีอื่น ๆ ชุดข้อมูลรวมถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลอง 3D ของรถยนต์ทั้งคัน สำหรับโครงการนี้ Artec Leo แบบไม่มีสายจะบันทึกรูปทรงเรขาคณิตของรถยนต์ (ทั้งตัวรถและการออกแบบภายใน) ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตนั้นเพียงพอสำหรับนักออกแบบอุตสาหกรรมและวิศวกร อย่างไรก็ตาม ในอุตสาหกรรมเช่นการพัฒนาเกมวิดีโอ สีสันสดใสมักมีบทบาทมากกว่าความแม่นยำของโปรไฟล์อากาศพลศาสตร์ของรถยนต์ ดังนั้น นักพัฒนาเกมอาจต้องการซ้อนภาพจากกล้องสีลงบนแบบจำลองตาข่าย 3D วิธีนี้ เมื่อรวมเข้ากับวิดีโอเกม, รถยนต์จะดูสมจริงอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะทำให้ประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้ดีขึ้นมาก

ในด้านซอฟต์แวร์ สิ่งที่น่าสังเกตก็คือ Artec Studio ทำให้การรวมการสแกน 3D และการถ่ายภาพสามมิติเข้าด้วยกันเป็นเรื่องง่ายกว่าที่เคย นอกเหนือไปจากคุณสมบัติการจับภาพและประมวลผลข้อมูลการสแกนแล้ว โปรแกรมยังมีอัลกอริทึมการลงทะเบียนภาพถ่ายที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถนำพื้นผิวจากภาพถ่ายความละเอียดสูงมาใช้กับโมเดลได้ ในหลายกรณี อัลกอริทึมนี้จะช่วยปรับปรุงความชัดเจนของสีและทำให้การสแกนดูสมจริงยิ่งขึ้น

กรณีหนึ่งที่เป็นเช่นนั้นคือการใช้ฟังก์ชันการสแกนภาพสามมิติร่วมกันของ Artec Studio เพื่อแปลงเก้าอี้ที่มีลวดลายซับซ้อนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากป่าดงดิบให้เป็นดิจิทัล โดยภาพถ่ายจะถูกผสมผสานกับข้อมูลการสแกนของ Artec Leo เพื่อสร้างไฟล์พื้นผิว ซึ่งจะถูกแมปไปยังตาข่ายสามมิติโดยใช้อัลกอริทึมการสร้างพื้นผิวของโปรแกรม นอกจากโมเดลเก้าอี้สีสันสดใสนี้แล้ว ฟังก์ชันนี้ยังถูกใช้ในการห่อหุ้มภาพความละเอียดสูง 140 ภาพของรองเท้าผ้าใบ Nike ไว้รอบข้อมูลการสแกนสามมิติความละเอียดสูงที่ถ่ายด้วย Artec Space Spider

รองเท้าผ้าใบ Nike สุดโดดเด่นในรูปแบบ 3D เต็มสีสัน

ผลลัพธ์ของกระบวนการซึ่งใช้เวลาเพียงครึ่งชั่วโมงจึงจะเสร็จสมบูรณ์ คือการสแกนรองเท้าบาสเก็ตบอล Nike Kyrie 7 ที่เหมือนจริงอย่างเหลือเชื่อ รองเท้ารุ่นดังนี้ใช้พื้นรองเท้าแบบ 360 องศาของ Nike ที่มีพื้นผิวสัมผัสที่ละเอียดมาก ซึ่งสแกนได้โดยการวางรองเท้าคว่ำลงเพื่อหลีกเลี่ยงรอยยับ ในโครงการที่คล้ายกัน แบรนด์กีฬาอย่าง ASICS ได้ใช้การสร้างพื้นผิวด้วยแสงเพื่อสร้างโมเดลรองเท้าที่สมจริงมากสำหรับการตรวจสอบคุณภาพและเนื้อหาการตลาดแบบเคลื่อนไหวที่สร้างสรรค์ โครงการเหล่านี้แต่ละโครงการแสดงให้เห็นถึงระดับรายละเอียดที่สูงซึ่งสามารถจับภาพได้เมื่อนำฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของ Artec มารวมกัน

【จุดสำคัญ】－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

ตอนนี้คุณสามารถรับสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลกได้ ด้วยการผสมผสานการสแกน 3D เข้ากับข้อมูลโฟโตแกรมเมทรีผ่าน Artec Studio และสร้างโมเดลที่มีพื้นผิวเหมือนจริงอย่างเหลือเชื่อ

บทสรุป

โฟโตแกรมเมทรียังคงได้รับความนิยมในหมู่นักพัฒนาเกมวิดีโอ ซึ่งเห็นคุณค่าของความสามารถในการสร้างภาพที่สวยงาม อย่างไรก็ตาม การสแกน 3D กำลังได้รับความนิยมในด้านนี้ เนื่องจากเป็นวิธีที่รวดเร็วและหลากหลายกว่ามากในการแปลงวัตถุและบุคคลในโลกแห่งความเป็นจริงให้เป็นดิจิทัล การสแกน 3D แบบถือด้วยมือยังคงได้รับความนิยมในด้านต่าง ๆ เช่น การดูแลสุขภาพ ซึ่งการวัดส่วนปลายแขนขาของผู้ป่วยอย่างรวดเร็วและแม่นยำ ช่วยให้สามารถสร้างอุปกรณ์เสริมสำหรับผู้ป่วยที่ออกแบบมาเฉพาะบุคคลและพอดีมากขึ้น

ดังนั้น หากความแม่นยำคือสิ่งที่คุณให้ความสำคัญเป็นอันดับแรก และคุณต้องการจับภาพวัตถุที่มีความละเอียดสูงได้อย่างรวดเร็ว และคุณวางแผนที่จะใช้โมเดล 3D ในแอปพลิเคชัน CAD ต่อไป คุณควรเลือกใช้เครื่องสแกน 3D และซอฟต์แวร์สแกน 3D ระดับมืออาชีพด้วย

หากคุณมีงบประมาณไม่จำกัดและไม่รีบเร่งทำงานให้เสร็จ การผสมผสานการสแกน 3D และการถ่ายภาพด้วยแสงเพื่อแปลงวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริงให้เป็นแบบจำลองดิจิทัลมักจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด วิธีนี้จะทำให้แบบจำลองของคุณมีทั้งรูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำสูงและพื้นผิวที่สมจริงและมีรายละเอียดพร้อมสีสันสดใส