Gracias al escaneo 3D podemos recopilar los datos necesarios para generar una imagen tridimensional de un objeto, un entorno, o un cuerpo. Algunos de estos aparatos recogen de forma simultánea datos sobre forma y color, lo que permite obtener un registro de la textura del objeto escaneado.
Existen varios tipos de tecnologías de escaneo 3D, cada una de ellas con sus ventajas y sus limitaciones. Hoy, exploramos 5 fundamentales.
Principales tecnologías utilizadas para escaneo 3D
Los beneficios y desventajas asociadas a cada una de estas tecnologías las pueden convertir en más o menos adecuadas dependiendo de la aplicación a la que las destinemos. Podemos diferenciar 5 tecnologías diferentes de escaneo 3D:
1. Escaneo 3D por triangulación láser
Estos aparatos, basados en una triangulación trigonométrica, logran capturar con precisión una forma 3D en millones de puntos. Funcionan proyectando un punto o una línea láser sobre un objeto y luego registran su reflejo utilizando sensores.
Este sistema se conoce como tecnología de triangulación porque el punto láser – o línea -, el sensor y el emisor láser, forman un triángulo.
Dado que los sensores se encuentran a una distancia conocida de la fuente láser, es posible medir con precisión calculando el ángulo de reflexión de la luz láser. A partir de la distancia entre el escáner 3D y el objeto, se puede deducir la superficie del objeto y obtener así una imagen tridimensional.
- Las ventajas: ofrece gran resolución y precisión. Cuando hablamos de precisión, nos referimos a un orden de decenas de micrómetros. Además, el precio de estos equipos es bastante atractivo.
- Las limitaciones: las propiedades del objeto a escanear pueden afectar al proceso. Superficies muy brillantes o transparentes pueden representar muchos problemas para este tipo de tecnología.
2. Escaneo 3D de luz estructurada
La tecnología de luz estructurada es característica de los escáneres portátiles. Aunque también se basa en la triangulación trigonométrica, no utiliza una línea o un punto láser, sino un patrón de luz sobre el objeto a digitalizar.
La luz estructurada utilizada en esta tecnología puede ser blanca o azul. El patrón, generalmente consiste en una serie de bandas, pero también puede ser una matriz de puntos u otras formas. Este patrón es emitido por un proyector LCD u otra fuente de luz estable. Uno o más sensores o cámaras, ligeramente separados del proyector, examinan la forma del patrón de luz y calculan la distancia desde cada punto del campo de visión.
Este tipo de dispositivos, que como ya hemos señalado suelen ser portátiles, pueden ser operados con la mano o montados sobre un trípode.
- Las ventajas: la velocidad de escaneo es su principal ventaja. También es posible cubrir áreas de gran tamaño.
- Las limitaciones: estos aparatos son en extremo sensibles a las condiciones de iluminación en determinados entornos. Por ejemplo, trabajar al aire libre en un día soleado puede llegar a ser muy complicado, por lo que es importante seguir una serie de consejos de iluminación para escáneres de luz estructurada.
3. Escaneo 3D por fotogrametría o escaneo de fotografías
Se basa en el análisis complejo de imágenes tomadas en diferentes posiciones. La información así obtenida, permite posicionar en 3D el lugar en donde se tomaron las fotografías y deducir los volúmenes del objeto, entorno o cuerpo. Esta tecnología precisa de un ordenador muy poderoso para ejecutar los algoritmos necesarios.
- Las ventajas: precisión y velocidad de escaneo. Funciona con todo tipo de objetos, incluidos los entornos fotografiados desde el aire.
- Las limitaciones: necesita imágenes de referencia de excelente calidad para ofrecer un buen resultado. Aunque escanea a gran velocidad, en ocasiones el tiempo de ejecución de los algoritmos es alto.
4. Escaneo 3D por contacto
También conocido como digitalización, esta tecnología se basa en la recolección de datos por contacto. Estos aparatos utilizan una sonda, que a través del contacto físico sobre la superficie del objeto, toma la información necesaria para la construcción de la imagen 3D.
En algunos casos, la sonda está unida a un brazo mecánico articulado, que registra las configuraciones y ángulos, aportando mayor precisión.
- Las ventajas: es una tecnología muy precisa, y muy útil para trabajar con objetos transparentes y reflectantes.
- Las limitaciones: es un proceso lento y no funciona con formas orgánicas complejas.
5. Escaneo 3D basado en pulso láser
Se basa en el cálculo del tiempo que tarda un punto de luz láser en tocar una superficie y regresar. Por eso, también son conocidos como escáneres de tiempo de vuelo. Necesita proyectar 360º alrededor de cada punto a través de la reflexión con un espejo.
- Las ventajas: la precisión es su principal virtud. Estos escáneres 3D calculan millones de pulsos láser por picosegundo. Pueden escanear grandes objetos u entornos completos.
- Las limitaciones: la lentitud.
