Caméra 3D

Types de caméras de numérisation 3D

Une **caméra de numérisation 3D** crée des modèles tridimensionnels en capturant la géométrie et les détails de surface d'objets du monde réel. Elle fonctionne en projetant un motif sur un objet et en mesurant les distorsions du motif pour calculer la profondeur. Les caméras utilisées pour la numérisation 3D sont très variées et peuvent être classées en sept types principaux. Elles incluent les caméras de numérisation 3D professionnelles, les caméras de numérisation 3D pour smartphones, les caméras de numérisation 3D de bureau, les caméras de numérisation 3D portables, les caméras de numérisation 3D avec scanners, les scanners industriels CT et les caméras de numérisation 3D DIY.

• Caméras de numérisation 3D professionnelles

  Ces caméras de numérisation 3D haut de gamme sont généralement volumineuses et très précises. Elles sont dotées de capteurs haute résolution capables de capturer les moindres détails d'un objet. FARO est un fabricant reconnu de caméras de numérisation professionnelles.

• Caméras de numérisation 3D avec scanners

  Ces caméras de numérisation 3D spécialisées combinent les fonctions de scanner et de caméra en un seul appareil. Elles utilisent la technologie de numérisation laser pour obtenir des mesures précises de l'objet numérisé. Zeiss et Hexagon sont des fabricants importants de cette technologie de mesure précise.

• Caméras de numérisation 3D de bureau

  Les caméras de numérisation 3D de bureau sont conçues pour les petits objets. Elles offrent des numérisations de bonne qualité à un prix abordable. Certaines peuvent nécessiter que l'objet soit immobile, tandis que d'autres permettent à la caméra de se déplacer autour de l'objet. Parmi les exemples de caméras de numérisation 3D de bureau, on peut citer le scanner Photon 3D de Photonic 3D, ScanX Pro et XYZRGB ScanX3D-4K.

• Caméras de numérisation 3D portables

  La caméra de numérisation 3D portable est conçue pour sa facilité d'utilisation et sa portabilité. Elle numérise les objets volumineux et est économique par rapport aux caméras de numérisation de bureau. Cependant, elle peut faire des compromis sur la résolution pour des numérisations de plus grande taille. Parmi les exemples, citons les modèles ScanX Pro XR & HR et le scanner iReal 2E.

  iReal 2E offre plusieurs avantages, comme la capture de couleurs détaillées, un prix raisonnable, la légèreté et la convivialité, ainsi que la possibilité de l'utiliser dans diverses applications telles que la numérisation, la modélisation et la réalité virtuelle.

  Les modèles haute précision sont dotés de fonctionnalités avancées pour numériser des objets complexes avec précision, offrant des résultats de qualité professionnelle et des informations de données approfondies.

• Caméras de numérisation 3D DIY

  Certaines caméras de numérisation 3D offrent aux utilisateurs la possibilité de construire leurs propres systèmes de numérisation. Elles offrent une configuration modulaire qui permet de personnaliser les composants en fonction des besoins et des capacités spécifiques de numérisation. L'exploration et l'apprentissage sont des éléments importants du processus de numérisation 3D.

  Les utilisateurs peuvent intégrer divers capteurs et modules, tels que des caméras, des lasers et des technologies de détection de profondeur, pour créer une solution de numérisation personnalisée. La conception modulaire signifie que des composants supplémentaires peuvent être ajoutés ou remplacés pour ajuster les fonctionnalités telles que la résolution, la précision et la portée de numérisation. Cette personnalisation permet aux utilisateurs d'optimiser leur système pour différentes tâches de numérisation.

  En outre, la construction d'une caméra de numérisation 3D DIY offre une expérience d'apprentissage pratique. En assemblant le système et en comprenant comment chaque composant fonctionne ensemble, on peut acquérir une compréhension plus approfondie de la technologie de numérisation 3D. Bricoler et expérimenter différents paramètres et configurations peut conduire à des compétences et des connaissances améliorées dans des domaines tels que la photogrammétrie, la numérisation laser et la détection de profondeur.

• Numérisation 3D CT/Micro-CT industrielle

  La tomodensitométrie (CT) et la microtomographie (Micro-CT) représentent des méthodes de numérisation 3D utilisant la technologie des rayons X pour une numérisation précise des structures internes et externes, en particulier dans les secteurs industriel et médical.

  La tomodensitométrie (CT) et la microtomographie (Micro-CT) se distinguent comme des techniques de numérisation 3D sophistiquées utilisant la technologie des rayons X pour obtenir des visualisations détaillées des structures internes et externes d'un objet. Ces méthodes excellent dans des applications couvrant à la fois les domaines industriel et médical.

  La numérisation CT est particulièrement utile pour inspecter les objets plus volumineux, tandis que la numérisation Micro-CT se concentre sur les spécimens plus petits qui nécessitent un niveau de détail élevé. Les deux techniques offrent une excellente précision et une excellente résolution, ce qui en fait des outils idéaux pour le contrôle qualité, la rétro-ingénierie et l'imagerie biomédicale.

Fonction & Fonctionnalités

Les caméras de numérisation 3D offrent plusieurs façons de capturer l'objet ou l'environnement numérisé. Que ce soit la version portable ou de bureau, voici quelques fonctionnalités et fonctions courantes des caméras de numérisation 3D :

• Technologie de numérisation

  Une caméra 3D pour la numérisation utilise largement diverses technologies pour créer un modèle numérique précis de l'objet numérisé. La technologie de numérisation laser utilise un faisceau laser et un miroir pour obtenir des nuages de points très précis de l'objet. Le scanner laser à lumière structurée utilise un projecteur de lumière et une caméra pour capturer les déformations du motif lumineux. La technologie Time of Flight (ToF) utilise une lumière infrarouge et une caméra très sensible pour couvrir 100 000 points par seconde. La numérisation 3D avec une caméra RVB combine la modélisation 3D avec des textures de couleur pour la détection de la lumière et du motif de numérisation.

• Haute résolution

  La caméra de numérisation 3D peut capturer les textures et les géométries détaillées de l'objet à numériser. La haute résolution permet d'obtenir une réplique numérique plus précise et plus détaillée. Une résolution de 4 k ou 16 MP permettra d'obtenir des images nettes et précises pour une numérisation détaillée des objets volumineux et complexes.

• Portée de numérisation

  La portée de numérisation est la distance que le scanner 3D peut couvrir entre la caméra et l'objet. Certains scanners 3D ont une courte portée de numérisation comprise entre 0,2 et 0,5 mètre, tandis que d'autres ont une longue portée comprise entre 0,5 et 10 mètres. La numérisation à courte portée est idéale pour obtenir des données de nuage de points détaillées de petits objets. La numérisation à longue portée fonctionne mieux pour les objets plus grands tels que les véhicules, les bâtiments ou les ponts.

• Portabilité

  La portabilité d'un scanner 3D dépend de sa taille et de son poids. Les caméras 3D portables pour la numérisation sont légères et compactes. Elles sont faciles à transporter et à numériser dans différentes zones ou sur différents objets avec rapidité et simplicité. Un scanner 3D portable offre aux entreprises la possibilité de numériser dans divers endroits ou dans des espaces restreints.

• Logiciel de traitement des données

  Les caméras de numérisation 3D fonctionnent avec un logiciel de traitement de données puissant. Le logiciel construit un modèle 3D à partir des données de nuage de points capturées par la caméra de numérisation 3D. Le logiciel de traitement des données de numérisation nettoie également les données, les analyse et ajoute de la couleur ou de la texture. Parmi les exemples de ce logiciel, citons SOLIDWORKS, Geomagic, Fusion 360 et AutoCAD.

Application des caméras de numérisation 3D

La caméra de numérisation 3D est utilisée dans de nombreux secteurs (médical, artistique, architectural, médico-légal, manufacturier, etc.) pour plusieurs applications, notamment :

• Prototypage rapide et conception : Dans le secteur manufacturier, les concepteurs et les ingénieurs de produits utilisent le processus de numérisation 3D pour créer des prototypes rapides pour les nouvelles conceptions de produits. Les images numérisées en 3D aident les équipes de conception à visualiser et à créer rapidement un prototype de manière précise, ce qui permet de gagner du temps et d'améliorer le développement des produits.
• Inspection et contrôle qualité : De nombreuses entreprises utilisent encore les caméras de numérisation 3D pour l'inspection et le contrôle qualité. Les fonctionnalités de mesure et de comparaison précises de la numérisation 3D aident les équipes d'assurance qualité à vérifier la précision et la géométrie des produits finis. Cette technologie permet de détecter les défauts, d'assurer la cohérence et de maintenir les normes de qualité dans le processus de production.
• Rétro-ingénierie : Une autre application importante des caméras 3D est la rétro-ingénierie. Les entreprises qui doivent moderniser leurs anciens équipements ou créer de nouvelles pièces de rechange se tourneront vers la numérisation 3D pour obtenir de l'aide. Les données de numérisation haute résolution fourniront aux ingénieurs toutes les informations de géométrie et de conception nécessaires pour créer un nouveau produit plus performant. Ce processus permettra de réduire le temps et les coûts de l'opération de rétro-ingénierie.
• Conception et fabrication : Les caméras de numérisation 3D sont des outils importants qui facilitent les processus de conception et de fabrication. Elles peuvent capturer des représentations 3D détaillées d'objets physiques, ce qui aide les concepteurs et les ingénieurs aux étapes de conception et de fabrication du produit. Avec des modèles 3D précis en main, il devient plus facile de visualiser, d'analyser et de créer de nouveaux produits.
• Imagerie et diagnostic médicaux : Les caméras 3D jouent un rôle essentiel dans le secteur de la santé. Elles permettent aux professionnels de la santé de créer des images détaillées de l'anatomie d'un patient pour le diagnostic, la planification du traitement et l'enseignement. Tout comme les machines à rayons X ou IRM, les caméras de numérisation 3D fournissent aux professionnels de la santé des images médicales précises et instructives avec lesquelles travailler.

Comment choisir des caméras de numérisation 3D

• Choisissez la bonne technologie :

  Les caméras de numérisation 3D utilisent différentes méthodes pour fonctionner. Il faut donc réfléchir à ce qui fonctionnera le mieux pour les objets numérisés. La méthode LiDAR est extrêmement précise pour les numérisations détaillées. Certaines caméras utilisent la redirection laser ou la triangulation, ce qui est idéal pour les objets plus petits. La technologie Time of Flight numérise rapidement en mesurant le temps que met la lumière laser pour revenir. La numérisation à lumière structurée est idéale pour obtenir des détails précis, tandis que les caméras actives/stéréo/texture et de profondeur/photogrammétrie conviennent à d'autres applications. Chaque méthode a ses points forts, il faut donc choisir en fonction des besoins.

• Tenez compte de la précision des points et de la portée de numérisation :

  Il est important de tenir compte de la précision avec laquelle la caméra de numérisation 3D peut représenter les objets du monde réel. Pour ce faire, il faut regarder la « précision des points » spécifiée par le fabricant. La précision des points indique à quelle proximité les points numérisés se trouvent des points réels sur l'objet physique. Il faut s'assurer que la précision de la caméra est adaptée aux besoins de numérisation. Il faut également vérifier la plage de distance utilisable de la caméra. C'est ce que l'on appelle la « portée de numérisation ». La portée de numérisation est la distance minimale et maximale à laquelle la caméra peut numériser efficacement des modèles 3D détaillés d'objets. Les différentes caméras ont des portées de numérisation variables, il faut donc choisir un modèle qui convient en fonction des emplacements et des distances des objets à numériser. En veillant à ce que la précision des points et la portée de numérisation correspondent aux exigences, vous vous assurerez une numérisation efficace par la caméra 3D.

• Évaluez la résolution et la qualité du capteur :

  La résolution de la caméra 3D détermine le niveau de détail des modèles 3D numérisés. Il faut examiner les spécifications de résolution pour voir à quel point les numérisations seront nettes et précises. Des résolutions plus élevées produiront des détails plus complexes dans les numérisations 3D. La qualité des capteurs influence également la précision et la clarté des numérisations. Les caméras de numérisation 3D sont dotées de différents types de capteurs pour la capture des données. Parmi ceux-ci, citons les capteurs de profondeur, les capteurs RVB, les capteurs infrarouges et les capteurs multispectraux.

  Chaque type de capteur contribue différemment à la visualisation de l'objet numérisé. Il faut s'assurer que la caméra choisie a une bonne résolution et des capteurs de qualité. Ensemble, ces fonctionnalités fourniront des numérisations 3D précises avec le niveau de détail nécessaire. En prenant le temps de vérifier attentivement la résolution et la qualité du capteur, vous pourrez choisir une caméra de numérisation 3D adaptée.

• Vérifiez la vitesse de numérisation et les logiciels compatibles :

  La vitesse de numérisation d'une caméra de numérisation 3D influe sur la rapidité avec laquelle elle peut capturer des numérisations 3D d'objets. Des vitesses de numérisation plus rapides permettent une numérisation plus efficace, ce qui peut être utile pour numériser plusieurs objets rapidement ou pour des scènes dynamiques. En plus de la vitesse de numérisation, il faut également tenir compte du logiciel qui fonctionne avec la caméra de numérisation 3D. Le logiciel sert à transformer les numérisations en modèles 3D utilisables. Certains progiciels offrent des fonctions supplémentaires qui vont au-delà de la simple conversion des numérisations en maillages 3D.

  Il faut examiner les fonctionnalités offertes par le logiciel compagnon de la caméra. Cela peut inclure des outils faciles à utiliser pour nettoyer ou améliorer les modèles 3D numérisés. Certains logiciels permettent également aux utilisateurs de mesurer des distances ou d'obtenir des mesures précises à partir des numérisations 3D. Avoir un logiciel avec des fonctionnalités supplémentaires utiles peut rendre l'utilisation de la caméra de numérisation 3D beaucoup plus précieuse. Vous pourrez tirer parti des numérisations effectuées par la caméra.

• Transfert Wi-Fi et durabilité :

  Certaines caméras de numérisation 3D permettent aux utilisateurs de transférer directement les fichiers 3D numérisés via Wi-Fi vers des ordinateurs ou d'autres appareils. Cela peut être très pratique, car cela signifie que vous n'avez pas besoin de brancher de câbles pour transférer les numérisations. Pouvoir obtenir rapidement les données numérisées sur des PC permet un traitement rapide des numérisations 3D en modèles utilisables. Cela signifie également que les utilisateurs n'ont pas à s'embêter avec les câbles et les connexions à chaque fois. Vérifiez si une caméra prend en charge le transfert Wi-Fi. Cette fonctionnalité vous fera gagner du temps et rendra le flux de travail de numérisation plus fluide.

  Examinez de près la robustesse de la construction d'une caméra de numérisation 3D. Certains modèles sont plus résistants aux chutes, aux chocs et aux manipulations brutales sans être endommagés. Les caméras robustes et résistantes sont moins susceptibles de tomber en panne sur le terrain ou dans les environnements industriels où la numérisation a lieu en dehors du bureau. Choisir un scanner 3D durable et robuste signifie qu'il ne subira pas une usure aussi rapide en raison de chocs et de bosses. Les numérisations peuvent continuer plus longtemps.

FAQ sur les caméras de numérisation 3D

Q1 Quelles sont les limites de la numérisation 3D avec des caméras ?

A1 Parmi les limites de la numérisation 3D avec des caméras, on peut citer : la précision et la résolution limitées, la durée de numérisation importante, les difficultés liées à la texture et la difficulté des scanners mobiles.

Q2 Les numérisations 3D peuvent-elles être éditées ?

A2 Oui, les numérisations 3D peuvent être éditées à l'aide de divers logiciels de modélisation ou d'impression 3D qui permettent de modifier la numérisation 3D selon les besoins.

Q3 Comment le processus de numérisation fonctionne-t-il ?

A3 Le processus de numérisation fonctionne en faisant en sorte que la **caméra de numérisation 3D** collecte de nombreuses données de points ou de nuages de points grâce à la projection ou à la capture de la géométrie laser, lumineuse ou lgatex de l'objet dans l'espace en utilisant la synchronisation avec la numérisation qui l'entoure. Ensuite, la numérisation convertit les données capturées à l'aide d'un logiciel en un modèle 3D numérique.

Q4 Quelle est la différence entre un scanner 3D et une caméra 3D ?

A4 La différence entre une **caméra de numérisation 3D** et un artisanat 3D réside dans la conception et la fonction. Alors que le scanner 3D utilise la projection laser ou lumineuse avec plusieurs capteurs pour mesurer et cartographier les dimensions physiques d'un objet et créer un nuage de points ou un maillage, la caméra de numérisation 3D utilise un objectif ou une technologie de numérisation 3D portable avec un nombre limité de caméras pour capturer la géométrie de l'objet par le biais de la photographie en couleur ou en texture.