3D-моделирование: вчера, сегодня, завтра

Виртуальная реальность, ЗD-устройства, квадрокоптеры – эти технологии способны сократить численность рабочей силы и минимизировать производственные расходы.

Перед нами все четче вырисовывается картина будущего мира, начинать адаптироваться к которому имеет смысл уже сейчас. Татьяна Маликова, руководитель региональных продаж САПР/ГИС Softline, рассказала, с какими подводными камнями придется столкнуться при использовании новейших технических разработок.

— Татьяна, как изменился рынок 3D-устройств за последние 2-3 года? Когда-то последним словом техники считались 3D-принтеры. А сегодня?

— Пару лет назад 3D-устройства вызывали у большинства людей недоумение, сейчас же практически все понимают, о чем идет речь. Рынок 3D-устройств активно развивается, каждый год в сегменте 3D появляются новые технологии, расширяются отрасли применения, совершенствуются как сами машины, так и расходные материалы. Условно 3D-устройства можно разделить на 2 основные группы.

Первая группа предназначена для таких отраслей, как оборонная и авиакосмическая промышленность, медицина. Вторая группа – это настольные устройства, используемые для печати в домашних условиях. Если говорить о промышленных устройствах, то спрос на них из года в год растет, так как они обладают широким спектром возможностей, в числе которых не только сканирование и печать, но также и моделирование «с нуля» и возможность редактирования уже готовой модели. Что касается домашней печати, то на сегодняшний день это пока развлечение. Хотя число владельцев домашних 3D-принтеров растет, основная сложность, с которой можно столкнуться – это даже не сам процесс печати модели, а скорее ее проектирование в домашних условиях. В любом случае, трехмерная печать – одно из самых перспективных направлений XXI века.

— 3D-сканеры – какие они бывают? Какие задачи помогают решать и в каких областях применяются?

— Как правило, 3D-сканер представляет собой небольшое электронное устройство, ручное (весом до 2 кг) или стационарное, в зависимости от назначения и сферы применения. 3D-сканеры используются во всех случаях, когда требуется зарегистрировать форму объекта с высокой точностью и за короткое время. Они применяются во многих областях промышленности, науки, медицины и искусства.

Так, в промышленности 3D-сканеры очень полезны для бесконтактного контроля поверхностей сложной геометрической формы, а также для проектирования систем. Кроме того, они применяются для решения задач реверс-инжиниринга, контроля формы объектов. В медицине с их помощью ставят диагнозы, планируют операции и даже делают анатомическую обувь. Дизайнеры используют их для получения формы объекта и ее доработки. В музейном деле и археологии они применяются для детального сканирования, точного восстановления и реконструкции скульптур и памятников архитектуры. В целом, как и другие современные устройства, 3D-сканеры широко используются в различных отраслях, так как позволяют упростить и усовершенствовать ручной труд, сократить расходы и достичь результатов, которые казались невозможными.

— Большую популярность приобретают виртуальные столы и стереоскопические экраны. Расскажите, что это за технологии, чем они отличаются, в каких областях применяются? 

— Это разные технологии. В случае с виртуальными столами используется MotionParallax3D, которая позволяет сформировать у пользователя иллюзию объемного предмета за счет отображения на экране специальной проекции виртуального объекта, сгенерированной в зависимости от положения пользователя относительно экрана. При этом задействованы только бинокулярное зрение и такой механизм, как параллакс движения – т.е. отслеживание местоположения человека с помощью датчиков, встроенных в стол и в очки, которые надевает пользователь для просмотра модели.

При использовании стереоскопического экрана в очках нет необходимости. Но если зритель выйдет из нужного ракурса или из ограниченной «зоны безопасного просмотра», произойдет разрушение эффекта стерео, а разрешение изображения по горизонтали значительно уменьшится. Наиболее продвинутой технологией, которая минимизирует подобные недостатки, является High-Rank 3D Display using Content-Adaptive Parallax Barriers, в которой объемное изображение формируется путем использования двух LCD-дисплеев с применением сложного программного обеспечения.

Стоит отметить, что если изначально виртуальная реальность использовалась только в индустрии развлечений, то в последнее время все больше применяется и для решения всевозможных бизнес-задач. Виртуальные столы, в связи с высокой реалистичностью демонстрируемого объекта, используются в процессе проведения маркетинговых мероприятий, когда необходимо продемонстрировать объект, разработанный в 3D-программе, к примеру, двигатель турбины или модель кроссовок. С помощью виртуальных столов в фирмах-застройщиках осуществляется демонстрация недвижимости потенциальным покупателям. Стереоскопические экраны популярны среди мировых производителей 3D-телевизоров. Так, в октябре 2010 года компания Toshiba выпустила телевизоры, оснащенные 3D-дисплеями, не требующими специальных очков. В новой технологии использовались тонкие линзы на передней части дисплея, которые отделяли изображение от экрана и направляли его на 9 опорных точек перед телевизором. Глядя на одну из них, пользователь мог ощутить эффект трехмерности.

— Квадрокоптеры активно задействованы в бизнесе. Как их используют наши клиенты? 

— Чаще всего квадрокоптеры используются для мониторинга строительства на больших территориях, когда необходимо сверять план-факт и генплан для отслеживания графика строительства, а также для подготовки строительных площадок с целью получения полной закоординированной 3D-модели местности. Также данная технология нашла свое применение в процессе добычи ископаемых, когда требуется рассчитать объемы карьера и насыпи для расчета количества грузовых машин для вывоза добытого материала или выкопанного сырья. Чаще приобретаются квадрокоптеры уже со специальным программным обеспечением для управления полученными данными при помощи дрона, однако были и случаи, когда приобретали просто дроны, например, для мобильных вышек, чтобы визуально контролировать их состояние.

В России актуальным является применение квадрокоптеров в ходе оперативного мониторинга территорий с целью предотвращения несанкционированного отбора материала.