Những điều cơ bản về độ chuẩn xác và độ phân giải của máy quét 3D

Các nhà sản xuất máy quét 3D không phải lúc nào cũng sử dụng chung một thuật ngữ khi nói đến thông số kỹ thuật về độ chuẩn xác và độ phân giải. Liệu bạn nên đánh giá theo độ chuẩn xác của một lần quét hay độ chuẩn xác về thể tích? Sự khác biệt giữa độ phân giải lưới và độ phân giải phép đo là gì? Hãy tìm hiểu thêm ở bài viết dưới đây.

Giới thiệu chung

Nhìn chung, độ chuẩn xác thể hiện mối tương quan giữa phép đo so với giá trị thực tế. Trong đo quét 3D, độ chuẩn xác thường đề cập đến độ chính xác của một lần quét, nhưng sau đó còn có độ chuẩn xác về thể tích.

Khi nói đến độ phân giải, với định nghĩa chung là sự hiển thị sắc nét của hình ảnh, có thể có tới 2 giá trị trong quá trình quét 3D. Các nhà sản xuất máy quét 3D thường đề cập đến độ phân giải lưới – tức là khoảng cách giữa các điểm trong đám mây điểm (lưới 3D) – khi chỉ định độ phân giải. Tuy nhiên, một số cũng chỉ định độ phân giải của phép đo.

Tất cả những thuật ngữ này có thể hơi khó hiểu bởi quét 3D là một công nghệ phức tạp. Hãy cùng chúng tôi nghiên cứu những điều cơ bản nhất.

Độ chuẩn xác của quét 3D

Độ chuẩn xác là gì?

Định nghĩa chung về độ chuẩn xác là độ gần của phép đo với giá trị thực hoặc có thể chấp nhận được của nó. Định nghĩa này thường bị nhầm lẫn với độ chính xác, là mức độ gần nhau của các phép đo khác nhau (trên cùng một mục tiêu) với nhau. Hình ảnh bên dưới mình họa độ chính xác và độ chuẩn xác.

độ phân giải của máy quét 3D Biểu thị đơn giản của độ chuẩn xác và độ chính xác. Nguồn: Aniwaa

Trong quét 3D, độ chuẩn xác là mức độ gần của phép đo của máy quét với kích thước thực của đối tượng. Nếu bạn đo một hình lập phương bằng thước cặp công nghiệp và thu được chiều rộng 200mm, nhưng máy quét của bạn chụp hình lập phương có chiều rộng 205mm, thì điều đó chứng tỏ phép đo đang có vấn đề.

Hai loại thông số kỹ thuật chuẩn xác tồn tại trong quét 3D: độ chuẩn xác quét một lần và độ chuẩn xác thể tích.

Độ chuẩn xác của một lần quét so với độ chuẩn xác về thể tích

Trong các tờ thông số kỹ thuật, độ chuẩn xác thường có nghĩa là độ chuẩn xác của một lần quét. Đó là độ chuẩn xác của một lần chụp ảnh.

Ví dụ: độ chuẩn xác 0,05mm.

Hầu hết các nhà sản xuất máy quét 3D cũng chỉ định độ chuẩn xác về thể tích. Đó là độ chuẩn xác của một vài lần chụp, và độ chuẩn xác toàn cục này giảm đi khi phần được quét càng lớn.

Ví dụ: 0,05mm + 0,15mm / m.

Theo ví dụ của chúng tôi, nếu chi tiết của bạn dài 2 mét, độ chuẩn xác của máy quét sẽ là 0,05 + (0,15 * 2) = 0,035mm. Đó là sự khác biệt hoàn toàn so với độ chuẩn xác của một lần quét ban đầu! Do đó, độ chuẩn xác về thể tích sẽ quan trọng hơn so với độ chuẩn xác của một lần quét, đặc biệt nếu bạn định quét 3D các vật thể lớn (ví dụ: ô tô).

Bên cạnh đó, một số máy quét 3D với mô-đun quang tích hợp có thể tạo ra một loại khung 3D của vật thể (với các điểm đánh dấu kết dính) trước khi điền vào phần còn lại. Điểm đánh dấu là điểm tham chiếu chính xác cho máy quét 3D, giống như bản vẽ kết nối các điểm. Bằng cách sử dụng “bộ xương” có nguồn gốc từ phép đo quang học, dữ liệu của bạn sẽ trở nên chuẩn xác hơn.

Lưu ý: Phép đo hình ảnh là công nghệ quét 3D sử dụng việc chụp nhiều ảnh của một vật thể từ các góc độ khác nhau để tính hình dạng và kích thước của vật thể đó.

độ phân giải của máy quét 3D

Một bộ phận được gắn các điểm tham chiếu. Nguồn: Aniwaa

Độ chuẩn xác của các thông số kỹ thuật này như thế nào?

Các thông số kỹ thuật được đưa ra bởi các nhà sản xuất thường là mức tối đa đạt được trong điều kiện lý tưởng. Nếu nhà sản xuất ghi lại độ chuẩn xác 0,05mm trong phòng thí nghiệm của họ, điều đó không có nghĩa là bạn sẽ có thể đạt được độ chuẩn xác tương tự tại nơi làm việc của mình.

Độ chuẩn xác của máy quét có thể phụ thuộc vào một số yếu tố:

  • Nhiệt độ (máy quét 3D sẽ hoạt động ở 40 ° C sẽ khác so với ở 20 ° C)
  • Hiệu chuẩn (bạn đã hiệu chỉnh máy quét 3D của mình như thế nào? Bạn có hiệu chỉnh nó thường xuyên không?)
  • Người vận hành (mặc dù sẽ ít lỗi xảy ra hơn với các cảm biến hiện có và trong tương lai cũng như phần mềm trở nên trực quan hơn)

Một lưu ý quan trọng khác, không phải tất cả các nhà sản xuất máy quét 3D đều tuân theo các tiêu chuẩn giống nhau để đo độ chuẩn xác của máy quét. Nếu độ chuẩn xác cao là điều quan trọng hàng đầu đối với các ứng dụng của bạn, hãy tìm kiếm các thương hiệu có chứng chỉ VDI / VDE và / hoặc ISO.

Độ phân giải máy quét 3D

Độ phân giải là gì?

Độ phân giải có thể có nhiều nghĩa khác nhau tùy thuộc vào lĩnh vực bạn đề cập (chụp ảnh, quay phim, in ấn…), nhưng nó có chung một ý nghĩa cơ bản, là một thuật ngữ kỹ thuật khoa học, máy tính đặc trưng cho “độ chân thực so với thực tế’’.

Ví dụ: Với màn hình, độ phân giải được liên kết với số lượng pixel có sẵn để tạo lại hình ảnh. Càng nhiều pixel, độ phân giải và chất lượng hình ảnh càng tốt (hình ảnh của bạn trông càng rõ ràng và sắc nét). Chúng ta có thể thấy rõ điều này với ví dụ về vòng tròn bên dưới:

The shape of a circle in a discrete space. The circle becomes deformed by the resolution, being hard to decide whether it represents a circle. The examples show different discrete circles with radius equal to: (a) 0, (b) 1, (c) 2, (d) 3, (e) 4, and (f) 10, given pixels. 

Mật độ điểm ảnh quyết định chất lượng của hình ảnh. Nguồn: Research Gate (Ivan Terol-Villalobos)

 Trong quá trình quét 3D, có một loại độ phân giải chính, đó là: độ phân giải của lưới điểm 3D, hay còn gọi là “độ phân giải lưới điểm”. Nhưng một số nhà sản xuất cũng gọi là “độ phân phép đo”.

 Độ phân giải lưới điểm

Thông thường, “độ phân giải” hoặc “độ phân giải 3D” trong các thông số kỹ thuật sẽ là độ phân giải của lưới điểm 3D thu được. Nó chủ yếu được đo bằng khoảng cách từ điểm đến điểm – tức là khoảng cách giữa hai điểm 3D trong đám mây điểm. Các điểm trong lưới càng gần nhau, thì hình ảnh càng đẹp. Khoảng cách từ điểm đến điểm đôi khi được gọi là “khoảng cách giữa các điểm” hoặc “khoảng cách điểm”.

Độ phân giải cũng có thể được đo bằng PPS (điểm/lần quét). Lưới của bạn càng có nhiều điểm, thì sẽ trông càng nhẵn mịn, chi tiết. Điều này có thể được so sánh với chất lượng in 2D, khi tệp của bạn chứa càng nhiều PPI (điểm trên inch), bản in của bạn sẽ càng sắc nét.

Hãy nhớ rằng độ phân giải lưới cao hơn có nghĩa là thời gian tải lâu hơn và các tệp nặng hơn. Nếu bạn không thực sự cần độ nét cực cao, thì việc gây sức ép cho RAM / GPU và làm nặng ổ cứng của bạn cũng không có tác dụng gì.

Lưu ý: Trong mọi trường hợp, bạn có thể sẽ cần đầu tư vào một máy tính chất lượng cao, dòng gaming cao cấp để chạy phần mềm quét 3D và tải được lượng lớn dữ liệu quét. Một số máy tính chúng tôi sử dụng cho máy quét cao cấp có giá trên 5.000 đô la.

Độ phân giải phép đo

Độ phân giải phép đo chuyển thành số lượng điểm mà cảm biến có thể chụp trong một khu vực nhất định. Càng nhiều điểm trên một đơn vị bề mặt càng tốt.

Một điều quan trọng là độ phân giải lưới có thể thu được và sử dụng trong phần mềm sau khi tính toán. Trong một số trường hợp, phần mềm sẽ tính toán trung bình của một số điểm đo để tạo ra một điểm lưới duy nhất (một đỉnh).

Lưu ý rằng các yêu cầu về độ phân giải của lưới là tương đối: trên một cạnh sắc, bạn cần có độ phân giải tốt; trên một mặt phẳng, chỉ một số điểm là vừa đủ. Một số phần mềm quét 3D sẽ tối ưu hóa các mắt lưới cho phù hợp để tránh tích trữ dữ liệu nặng, không sử dụng được (và làm làm chậm máy tính của bạn) một cách vô ích.

(Nói một cách hình tượng, chúng ta hãy lấy ví dụ về cơ thể con người và các cơ quan cảm nhận của nó. Chúng ta có hàng ngàn cơ quan thụ cảm ở đầu ngón tay, chúng ta sử dụng để chạm và tương tác với hầu hết mọi thứ. Tuy nhiên, lưng của chúng ta có rất ít bộ phận tiếp nhận cảm giác, vì chúng ta không thực sự sử dụng lưng của mình để cảm nhận mọi thứ).

độ phân giải của máy quét 3D

Lưới điểm sau khi được tối ưu: các góc và cạnh có mật độ điểm cao, trong khi các điểm trong mặt phẳng sẽ được giãn ra. Nguồn: Aniwaa (GOM ATOS Q đánh giá)

 

Kết luận

Nhiều thuật ngữ khác nhau được đưa ra trên các trang web của nhà sản xuất và các bản thông số kỹ thuật. Điều thực sự quan trọng là độ chuẩn xác về thể tích, độ phân giải lưới điểm và chúng đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn tốt như thế nào.

Hơn nữa, mặc dù các thông số kỹ thuật về độ chuẩn xác và độ phân giải rất hữu ích để so sánh dễ dàng và nhanh chóng giữa máy quét 3D này với máy quét 3D khác, nhưng chúng không nên là yếu tố quyết định. Thay vào đó, bạn nên xem xét các chứng nhận, lịch sử, phần mềm, dịch vụ khách hàng,… của thương hiệu.

Nguồn: https://www.aniwaa.com/insight/3d-scanners/3d-scanner-accuracy-resolution-basics/

Bài viết liên quan

error: Content is protected !!