SHINING 3D Einstar 3D-skanner Oversikt

Utpakking og pakking

3D-skanneren er pakket i en svært praktisk koffert som er plassert i en pappeske for sikker transport. I tillegg til selve enheten inneholder kofferten det nødvendige tilbehøret: kalibreringspanel og markører, strømadapter og kabel for tilkobling av skanneren til en PC osv. i spesialdesignede esker.

En fin bonus er den medfølgende rengjøringskluten som brukes til å tørke av skannerens forside, der sensorene er plassert. Dette er et nyttig tillegg, for når du begynner å bruke skanneren, innser du raskt at det er lett å sette fingeravtrykk på den.

Videoen nedenfor gir en oversikt over Shining 3D Einstar 3D-skannersettet. Legg merke til hvor nøye og forsiktig alle elementene i settet er pakket, og hvor praktisk det vil være å transportere og oppbevare enheten med dette praktiske etuiet.

Produsenten leverer følgende sett:

• Einstar håndholdt 3D-skanner med Exstar-programvare;
• bære- og oppbevaringsveske;
• silikondeksel til skanneren;
• innledende instruksjoner for brukeren;
• kalibreringspanel pakket i et mykt etui;
• markører for posisjonering;
• Tørk av linsen;
• bærerem,
• strømforsyning;
• USB-kabel;
• beskyttelsesetui i silikon.

Funksjoner SHINING 3D Einstar

Skanningsteknologi	Strukturert lys
Avstand til punkt (mm)	0,1 ~ 3
Lyskilde	Infrarødt strukturert lys VCSEL*
Arbeidsavstand (mm)	Effektivt – 160-1400Optimalt – 400
Dybdeskarphet (mm)	160-1400
Maksimalt synsfelt (mm)	434 × 379 (hvis optimal arbeidsavstand er valgt)
Skannehastighet	980 000 punkter/sek, opptil 14 bilder/sek.
Moduser for nivellering	Etter objektets karakteristiske punkter Hybrid Etter teksturer Etter globale markører (bare i delskanningsmodus)
Sikkerhet	Trygt for synet
Skanning av tekstur	Ja
Utendørs skanning	Ja
Grensesnitt	USB 2.0 eller høyere
Utgående filformater	OBJ; STL; PLY; P3; 3MF
Dimensjoner (mm)	220 × 46 × 55
Vekt (g)	500

* Einstar Class I-sertifisert IR-lyskilde er trygg under alle forhold ved normal bruk.

Designfunksjonene til SHINING 3D Einstar-skanneren

Enheten er utstyrt med tre VCSEL IR-projektorer, to stereokameraer for å registrere dybden (volumet) av et objekt og ett RGB-kamera for å registrere teksturer og produsere en 3D-skanning i farger.

Uavhengig av de omgivende skanneforholdene (også utendørs) kan Einstar produsere klare og stabile digitale bilder av objekter i ulike størrelser.

Einstar 3D-skanneren er enkel å bruke på grunn av sin lave vekt, ergonomiske form og beskjedne størrelse.

De viktigste fordelene

Innhenting av nøyaktige data

Under innsamlingsprosessen bygger skanneren en tett punktsky – avstanden mellom punktene overstiger ikke 100 µm. Nøyaktigheten til den digitale modellen i programvaren avhenger av punkttettheten, så Einstar sikrer kvaliteten på 3D-skanningen ved å bygge en tett punktsky.

Høy fargenøyaktighet

Fargenøyaktigheten sikres av det innebygde RGB-kameraet, som gjengir de opprinnelige fargene på skannede objekter.

Flere detaljer

Innebygd teknologi for detaljforbedring optimaliserer punktskyen for fullstendig datainnsamling. Optimaliserte algoritmer. Systemet bygger mer detaljerte punktskyer, sporer posisjoneringen bedre og leverer bedre datakvalitet.

Maksimal brukervennlighet

Einstar 3D-skanner er en Plug-and-Play-enhet, noe som betyr at alt du trenger for å begynne å skanne allerede er inkludert. Ytelsessporing og bildejustering skjer automatisk takket være en intelligent skannealgoritme.

Bekvemmeligheten av arbeidet skyldes:

• brukervennlig grensesnitt i programvaren som er ansvarlig for skanneprosessen og etterbehandlingen av bildene;
• høy (opptil 14 bilder per sekund);
• enkel tilkobling (én kabel for strømforsyning og dataoverføring).

Skanneren er lett å klargjøre, og skanneprosessen er enkel med mange nyttige funksjoner.

Sikkerhet

Den usynlige IR-strålingen fra Shining 3D Einstar-skanneren er trygg for synet (forutsatt at enheten brukes riktig). Den strukturerte VCSEL-lyskilden er en infrarød laser i sikkerhetsklasse 1, noe som bekreftes av et samsvarssertifikat.

Portrettmodus med hårmodus

For portretter er hårmodusen utviklet for å gjøre Einstar 3D-skanneren til et enkelt og praktisk verktøy for å ta detaljerte digitale 3D-bilder av en persons ansikt. I denne modusen innhenter skanneren nok nøyaktige data til å generere en punktsky av hår.

Søknad

3D-skanneren brukes på en rekke områder:

• additiv produksjon – maskinen er kompatibel med 3D-skrivere og programvare for 3D-design;
• Utdanning;
• kultur og kunst;
• design;
• digital arkivering;
• VR/AR-teknologier og andre prosjekter.

Krav til programvare og datamaskiner

For at all programvare og maskinvare skal fungere optimalt, anbefaler vi følgende datakonfigurasjon:

Anbefalt konfigurasjon	OS: Win10/11, 64 bit Grafikkort: NVIDIA GTX1060 eller nyere VRAM: ≥6 GB eller mer Prosessor: Intel CoreI7-11800H eller nyere RAM-minne: ≥32 GB eller mer
Grunnleggende datamaskinkonfigurasjon	OS: Win10, 64 bit; Grafikkort: NVIDIA GTX1050; Videominne: ≥4 GB; Prosessor: I7-7700H; Minne: ≥16 GB

Komme i gang

Installere EXStar

Programvaren lastes ned fra Shining 3Ds nettsted ved å opprette en konto. Hvis PC-en som skanneren er koblet til ikke har Internett-tilgang, utføres installasjonen fra en USB-pinne der installasjonspakken er forhåndsinnspilt. Du trenger kontodetaljene dine for å logge deg på programmet.

Koble skanneren til datamaskinen i følgende rekkefølge:

• koble kabelen til skannerens kontakt og den andre enden til strømadapteren;
• koble adapteren til strømnettet;
• Koble USB-kabelen til porten på PC-en;

Datoen for siste kalibrering vises på applikasjonsskjermen. Hvis det er nødvendig, vil applikasjonen be deg om å kalibrere instrumentet.

Kalibrering

Prosessen tar maksimalt 10 minutter og medfører ingen problemer. Det er nødvendig å kalibrere i to moduser – geometrisk nøyaktighet og hvitbalanse for korrekt fargegjengivelse.

Prosessen startes ved å trykke på knappen på skanneren. Plasser på forhånd kalibreringsplaten på bordet med markørene vendt oppover, orientert som angitt på skjermen, og følg de visuelle instruksjonene i programvaren etter at kalibreringen er startet. Skanneren skal beveges sakte, slik at avstanden til platen økes og reduseres, og fotograferingsvinkelen skal endres i henhold til instruksjonene. Når det første trinnet er fullført, vises en melding på skjermen.

Deretter snus platen med den hvite siden opp, og prosessen gjentas for å justere hvitbalansen.

Skannemodus

For hver ny skanning må det opprettes en prosjektmappe i EXStar. Navnet på mappen velger brukeren selv. Deretter tilbyr programvaren å velge skannemodus avhengig av objektet som skal digitaliseres. Det riktige valget vil avgjøre det optimale resultatet.

Velge portrett- eller motivmodus

Hvis du vil skanne en person, velger du portrettmodus. Deretter kan du gå videre til neste innstilling.

Hvis du skanner et ikke-levende objekt, velger du objektmodus. Angi objektets dimensjoner før du går videre til ytterligere innstillinger:

• for størrelser mellom 50 × 50 × 50 og 200 × 200 × 200 × 200 mm velger du parameteren “small”;
• for objektstørrelse 200 × 200 × 200 eller mer – “medium/large”.

Opptaksmodus

Du kan velge mellom tre moduser:

• “Funksjon” (Feature);
• “Tekstur;
• “Hybrid” (Hybrid) – etter viktige funksjoner og markører på stedet.

I Texture-modus justeres posisjoneringen i henhold til objektets geometri, noe som betyr at skanneren vil være best i stand til å behandle et objekt som består av ulike geometriske former, f.eks. med en ujevn og asymmetrisk overflate. Du bør imidlertid ikke velge denne modusen for digitalisering av følgende objekter:

• med repeterende elementer (f.eks. et rutenett);
• en enkel form (vase);
• med et lite antall flate flater (boks).

Slike objekter har ikke geometriske egenskaper som skanneren bruker til å posisjonere seg. For at enheten skal kunne bestemme posisjonen i forhold til objektet, må du plassere markører på overflaten og velge hybrid skannemodus, når skanneren tar hensyn til både markører og geometriske egenskaper.

Hvis du vil digitalisere et objekt med strukturert overflate (f.eks. lær eller stoff) eller et flerfarget objekt, bytter du skanneren til teksturmodus.

Oppløsning

Når portrettmodus er valgt, tilbyr programmet en oppløsning i området 200 til 300 µm. I Object Scan-modus stilles oppløsningsnivået inn avhengig av objektstørrelsen som ble valgt i forrige oppsettstrinn:

• for små objekter – 100-500 µm;
• for mellomstore og store objekter – 200-3000 µm.

Oppløsningsgraden viser avstanden mellom punktene i punktskyen. Jo mindre avstanden mellom punktene er, desto høyere er oppløsningen. Det er viktig å være klar over at jo nærmere 0 oppløsningsverdien er, desto lengre tid tar skanningen, og desto større blir bildefilen på grunn av økt detaljrikdom. I tillegg kreves det mer PC-ressurser til både skanning og skannebehandling.

Erfarne brukere anbefales å starte med en høyere oppløsningsinnstilling (f.eks. 3 mm) og vurdere resultatene. Det er sannsynlig at den valgte innstillingen vil gi den nødvendige 3D-skannekvaliteten, og det er ikke nødvendig å velge en lavere oppløsningsinnstilling.

Einstar skanningstips

Når du har valgt skannemodus og oppløsning, kan du starte skanneprosessen. Trykk på knappen på toppen av skanneren for å starte skanneprosessen.

Forhåndsvisningstrinn for innstilling av parametere

Legg merke til forhåndsvisningsmodusen, der du kan se kamerabildet øverst til venstre på skjermen før skanneprosessen starter, og området som skanneren fanger opp i midten.

I forhåndsvisningsmodus kan brukeren flytte glidebryterne for eksponering og avstand for å oppnå best mulig resultat. Når du digitaliserer et objekt med en svart (mørk) overflate, bør du stille inn en høy eksponering (“lysne” objektet) for å gjøre det lettere for skanneren å gjenkjenne objektet.

Skanning

Når du er sikker på at alt er klart, kan du starte skanningen. Dette gjør du ved å trykke på startknappen på enheten igjen. Programvaren vil overvåke riktig avstand til objektet, og i tillegg vil LED-indikatoren på skanneren signalisere dette. Denne funksjonen er vanligvis forbeholdt enheter på profesjonelt nivå, men utviklerne av Shining 3D har integrert den i Einstar.

Når maskinen begynner å samle inn data, vises en punktsky på PC-skjermen i sanntid. Ved å slå på funksjonen Datakvalitetsindikator kan du få hint som hjelper deg med å se områder med manglende punkter. I begynnelsen av skanneprosessen markerer indikatoren større områder med rødt og gult, og når datainnsamlingen er mer fullstendig, blir områdene farget grønne.

Brukerne fremhever programmets intuitive brukergrensesnitt og funksjonalitet.

Du kan stoppe skanneprosessen for å evaluere det foreløpige resultatet. Hvis objektet må snus for å digitalisere den andre siden, må du starte et nytt prosjekt og deretter sy det sammen med det første. Hvis du bare fortsetter å skanne, kan skanneren miste posisjoneringspunktet.

Tømme punktskyen

Når du har samlet inn nok data, kan du begynne å behandle bildet. EXStar har en rekke nyttige verktøy, deriblant et svært praktisk verktøy for trimming av plan, som vanligvis bare er tilgjengelig i profesjonell programvare. Dette verktøyet gjør det enkelt å trimme bort unødvendige 3D-data, for eksempel en dreieskive eller en annen overflate som et objekt er plassert på.

For å fjerne artefakter må du bruke verktøyet for valg av objektomriss (polygonvalg, rektangelvalg eller lassogrep). Bruk deretter verktøyet “reverse selection” og fjern alle unødvendige data rundt modellen. Denne operasjonen må noen ganger gjentas flere ganger, og 3D-bildet må roteres for å bli kvitt artefakter i de mest komplekse områdene.

Det tar ikke lang tid å mestre disse nyttige verktøyene takket være programvarens oversiktlige brukergrensesnitt.

Justering av punktskyer

Når du har fullført alle prosjektene og har innhentet det nødvendige antallet punktskyer og ryddet dem, er det nødvendig å justere dataene og danne et rutenett. Denne prosessen utføres i manuell eller automatisk modus etter brukerens valg. De samme alternativene tilbys av profesjonell 3D-skannerprogramvare.

Merk: Autonivelleringsmodus er et kraftig verktøy som tilbys til en utrolig lav pris med Einstar. I EXStar-programvaren fungerer dette alternativet perfekt: på bare et halvt minutt når du kjører programmet i automatisk nivelleringsmodus, får du et 3D-nett.

Redigere rutenettet

EXStar gir deg muligheten til å redigere masker som ikke er tilgjengelig med mange rimelige 3D-skannere, men ikke Einstar. Du trenger ikke å lete etter, laste ned og installere programvare, lære deg grensesnittet og mestre redigeringsverktøyene – EXStar har alle funksjonene du trenger.

Du bør begynne med utfyllingsverktøyet for å korrigere bildet av de delene av objektet som er vanskelig tilgjengelige for skannerkameraene. Du kan bruke én av to moduser for å fylle ut merkene – manuell eller automatisk. Selv i store områder er den automatiske utfyllingsfunksjonen et godt alternativ.

For å fylle ut hull har programmet et spesialverktøy som gjør det mulig å korrigere flere områder som er vanskelige å skanne. Korrigeringen kan gjøres manuelt ved å fylle ut hvert enkelt område, eller du kan bruke alternativet for automatisk utfylling. Programmet har de nødvendige verktøyene for å endre fargen på det utfylte området. Så snart resultatet av bildekorrigeringen er tilfredsstillende, bør du lagre det i en fil i det formatet som kreves for videre arbeid (blant de som er tilgjengelige i programmet).

Vær oppmerksom på at programmet strekker de omkringliggende teksturene for å fylle ut hullene. Dette betyr at bilder som for eksempel en globus (eller andre objekter med inskripsjoner) vil se forvridde ut.

Slik bruker du datakvalitetsindikatoren

Et illustrerende eksempel viser hvordan et av programmets alternativer, indikatoren for skannedatakvalitet, fungerer.

Hvis du skanner med en punktavstand på mindre enn én millimeter, vil dette alternativet være svært nyttig. Under digitaliseringen indikerer rødt at datavolumet er utilstrekkelig, gult at punkttettheten kan forbedres, og grønt at datavolumet er tilstrekkelig.

Ved å sammenligne skanneresultatene med og uten indikatoren (venstre bilde) (høyre bilde) kan du se hvor mange områder som ikke ble skannet på grunn av utilstrekkelig tetthet i punktskyen.

Skanning av saker

3D-skanning av en løvefigur fra Khmer-mytologien

Etter å ha tatt et 3D-bilde med en annen skanner som ikke fanger opp teksturer, var det interessant å se hvor høy kvalitet fullfargekopien som ble laget med Einstar 3D-skanneren, ville ha.

Innstillinger og skannemodus angitt i programvaren:

• objektstørrelse – medium/stor;
• oppløsning – 0,2 mm;
• skannemodus er hybrid.

For å få et bilde fra alle sider ble skanningen utført i to trinn. Det første prosjektet (den øvre delen av løven) tok 10 minutter, det andre (poter og buk) – ikke mer enn 5 minutter. Justeringen ble utført automatisk i en brøkdel av et sekund, etterfulgt av automatisk utfylling av hull i noen sekunder, og teksturtilpasningen tok omtrent et minutt. Å få en modell av denne kvaliteten på mindre enn 30 minutter er en indikator på den høye ytelsen til en 3D-skanner, noe som er vanlig for dyre profesjonelle enheter.

Ansiktsskanning

3D-ansiktsskanning er et av de viktigste alternativene som utvikleren av enheten har kunngjort. Prosessen med ansiktsdigitalisering ble utført med portrettmodus aktivert. Resultatet ble et bilde med en oppløsning på 0,5 mm.

Personen som fungerer som modell for skanningen, må huske å ikke gjøre noen bevegelser mens skanningen pågår. Det er viktig å huske på at lyset fra LED-lampene er sterkt nok for øynene, mens VCSELs infrarøde stråling er helt usynlig. Resultatet av den tredimensjonale ansiktsdigitaliseringen er over all forventning.

3D-digitalisering av en liten gjenstand med glitrende overflate – en sparegrisfrosk

Størrelsen på frosken – 50 × 50 × 100 mm – ligger nær det minimale skanneområdet til Shining 3D Einstar, og i tillegg er overflaten på sparegrisen reflekterende og fargene sterke. Dette er en utfordring for en skanningsmaskin.

Skanningen ble utført på en dreieskive: I hver posisjon (stående, bak, foran) ble det utført en 360° skanning. Hvert av trinnene ble ledsaget av teksturutjevning pluss en siste utjevningsprosess som ble utført etter at det var laget et vanntett teksturert nett.

Skanneren kopierte lysrefleksen på den blanke overflaten, som ble fjernet ved hjelp av remapping i programmet. Et myntinnkast kan sees på baksiden.

En ryggsekk er et vanskelig objekt å skanne.

Vanskeligheten ligger i at når du hopper over noen områder og prøver å gå tilbake til skanning, er enheten vanskelig å plassere. Men i teksturmodus var det mulig å få et utmerket 3D-bilde i full farge. Vi måtte gi opp å skanne bunnen, fordi det å snu ryggsekken opp ned ville ha ødelagt den opprinnelige geometrien, og dermed ville det ikke vært mulig å kombinere punktskyene i programmet.

Opprettelse av en avatar for den virtuelle verdenen i Meta Universe

Will Huff, en effektkunstner som jobber i filmbransjen og har grunnlagt robotselskapet Robomotics, forklarte hvordan man kan overføre elementer fra den virkelige verden til den digitale verden.

Ved hjelp av en Einstar 3D-skanner skannet han mannens hode og kropp for å lage en digital tvilling.

En digital avatar ble laget i 3D-bildebehandlingsprogrammet Zbrush.

Nå har den tredimensjonale avataren blitt transportert til en uendelig virtuell verden ved hjelp av Unreal Engine – Meta Universe, som kombinerer virtuell og utvidet virkelighet.

 

Skape sci-fi-scener ved hjelp av leker og andre gjenstander

Den irske digitalkunstneren Ken Coleman lager modeller for datagenererte scener ved hjelp av digitale kopier av lekefly og våpen.

I tillegg til ferdige gjenstander kan du digitalisere fantasifoster laget av improviserte materialer og legge dem til i ditt personlige filbibliotek.

Ferdige tredimensjonale modeller plasseres i science fiction-scener skapt av kunstneren. I tillegg til livløse gjenstander er det mulig å lage en digital kopi av en person.

Resultatet er en fargerik tredimensjonal verden av romkamper.

Bruk av 3D-skanner i 3D-utskrift: lage et cosplay-kostymeelement

Will Ko, eieren av et selskap som lager morsomme gjenstander og kostymer til maskerader og cosplay, bestemte seg for å digitalisere noen av dem. Utviklerens Shining 3D EinScan-skanner ble valgt til jobben.

For å teste maskinens egenskaper ble det besluttet å lage en digital kopi av en person for å lage et unikt samuraikostyme basert på et 3D-bilde ved hjelp av 3D-målinger.

Skanningen av menneskekroppen ble brukt til å bestemme de nøyaktige dimensjonene til samuraimasken ved hjelp av programvare.

Den ferdige delen av kostymet ble lagret i en fil for videre utskrift på en 3D-printer.

Slik bruker du portrettmodus for skanning av menneskekroppen

Det tok ikke mer enn to minutter å lage en tredimensjonal kopi av et menneske i farger. Selv en bruker uten erfaring med skanning av levende objekter kan klare dette arbeidet. Det er nok å slå på hårmodus Når du slår på portrettmodus, må du skanne fra alle sider og overvåke prosessen på skjermen for å utelukke utelatelser.

Slik skanner du et flerfarget, mellomstort, komplekst formet objekt i flere farger

Elementet i landskapsdesigndekorasjonen – figuren av en gnom – er valgt som modell. Bruk forhåndsvisningsmodus til å konfigurere de nødvendige skannerparametrene.

Under skanneprosessen signaliserer programvaren riktig plassering av skanneren, slik at du får den beste kvaliteten på det endelige bildet. Programmets indikatorer forteller deg når du har samlet inn nok data til å lage en tett punktsky.

Nå kan du bearbeide bildet ved å endre fargemetningen, fjerne unødvendige områder og bruke andre verktøy. Nå kan du lagre skanningen i ønsket format for videre bruk.

Bruk av 3D-skanner i modelleringsarbeidet

En 3D-kunstner bruker en 3D-skanner som hjelpemiddel i arbeidet sitt. Einstar-kameraene sørger for jevn skanning, og IR-lyskilden gjør at motivet kan fanges opp under alle lysforhold.

Bildet var svært detaljert, og selv forekomsten av artefakter knyttet til objektets bevegelse påvirket ikke kvaliteten. Basert på 3D-skanningen av overkroppen ble det laget et 3D-bilde av en T-skjorte. I programvaren var det mulig å velge hvilken som helst farge på klærne og dekorere dem med et trykk etter egen smak.

Det andre eksemplet viser hvordan du kan bruke en skanning av en stol til å lage en modell av et møbel ved å velge farge og materiale for møbeltrekket i programvaren og vise hvordan sluttresultatet vil se ut.

Skanning av flerfargede objekter med kompleks geometri

Einstar 3D-skanneren klarte å digitalisere en vase med en levende lilje uten problemer. Det mellomstore objektet ble skannet på en dreieskive og glattet ut i et bildebehandlingsprogram. Skanneren fanget nøyaktig opp objektets tekstur og form, til tross for de små detaljene med kompleks geometri.

Skanning av et svart objekt

Nok et eksempel på hvordan Shining 3D Einstar-skanneren håndterer prosessen med å skanne objekter som er vanskelige å digitalisere. Denne gangen ble en svart løvefigur valgt som modell. Det var ikke nødvendig med matteringsspray for å digitalisere den – skannerens kameraer fanget enkelt opp objektet.

Slik skanner du et lite dekorativt element i flere farger

Med Einstar 3D-skanner er det enkelt å digitalisere en liten, stilisert dragefigur som et interiørelement. Det er bare å plassere modellen på dreieskiven, ta en serie bilder fra ulike sider og justere bildet i prosesseringsprogramvaren.

For å oppsummere

Basert på resultatene fra gjennomgangen av Einstar 3D-skanneren kan vi trekke åpenbare konklusjoner: Dette er en kraftig enhet som selv en nybegynner kan håndtere. Selv om enheten er enkel å betjene, kjennetegnes den av den avanserte funksjonaliteten som kjennetegner profesjonelt utstyr. Programvaren er intuitiv og har et sett med verktøy som er tilstrekkelig til å utføre seriøse oppgaver på ulike områder.