SHINING 3D ha pubblicato la versione 1.3.2 del software destinato alla famiglia di scanner 3D EinScan Rigil, introducendo una serie di modifiche concentrate soprattutto sulla continuità del tracciamento durante la scansione, sull’allineamento dei dati e sulla possibilità di lavorare con un numero inferiore di marker fisici.
L’aggiornamento interessa un aspetto determinante nella scansione 3D portatile: mantenere correttamente la posizione dello scanner rispetto all’oggetto mentre l’operatore si muove attorno alla superficie. Quando il software perde i riferimenti geometrici, oppure interpreta in modo errato porzioni molto simili tra loro, il risultato può essere una deriva progressiva della nuvola di punti o un disallineamento tra aree acquisite in momenti differenti.
Con EinScan Rigil 1.3.2, SHINING 3D ed EINSTAR intervengono proprio su questo passaggio, combinando più metodi di riconoscimento della superficie e introducendo nuovi algoritmi che sfruttano l’intelligenza artificiale per individuare dettagli geometrici poco evidenti.
L’allineamento ibrido arriva anche nella scansione laser
Una delle principali modifiche introdotte dalla versione 1.3.2 riguarda la cosiddetta Super-Hybrid Alignment, cioè la possibilità di utilizzare contemporaneamente differenti riferimenti per mantenere l’allineamento della scansione.
Nelle versioni precedenti del software, la combinazione di caratteristiche geometriche, marker e informazioni sulla texture era disponibile soprattutto nelle modalità basate sull’infrarosso. Con il nuovo aggiornamento, SHINING 3D estende questo principio anche alla scansione con laser blu.
Il sistema può quindi utilizzare contemporaneamente le caratteristiche geometriche dell’oggetto e i marker applicati sulla superficie. L’operatore non è più costretto a scegliere necessariamente tra una scansione basata soltanto sui marker e una scansione affidata esclusivamente alla geometria del pezzo.
Il vantaggio diventa evidente quando si acquisiscono oggetti composti da superfici molto diverse tra loro.
Una portiera automobilistica, per esempio, può comprendere nervature, bordi, rientranze e altre geometrie facilmente identificabili dal software, ma anche ampie superfici relativamente uniformi. Nelle aree ricche di dettagli lo scanner può orientarsi utilizzando direttamente la forma dell’oggetto, mentre nelle zone più piatte può affidarsi ai marker.
In questo modo SHINING 3D punta a ridurre il numero di riferimenti adesivi necessari senza rinunciare alla stabilità del tracking.
Meno marker nelle scansioni di carrozzerie e componenti di grandi dimensioni
L’utilizzo dei marker rappresenta ancora uno dei sistemi più affidabili per mantenere l’allineamento durante una scansione 3D ad alta precisione, ma richiede una fase di preparazione dell’oggetto.
Nel settore automobilistico questo lavoro può diventare significativo. Prima di acquisire una portiera, un parafango, un cofano oppure un’intera fiancata può essere necessario distribuire numerosi punti di riferimento sulla superficie.
L’allineamento ibrido di EinScan Rigil 1.3.2 consente invece di utilizzare i marker soltanto nelle aree in cui la geometria dell’oggetto non offre riferimenti sufficienti.
Secondo gli esempi mostrati da EINSTAR, durante la scansione della parte laterale di un’automobile il sistema può utilizzare direttamente le variazioni geometriche presenti nella zona di passaggio tra cofano, montanti e portiere. I marker possono essere concentrati sulle superfici più uniformi.
L’obiettivo non è quindi eliminare completamente i marker, ma utilizzarli in maniera più selettiva.
Questa impostazione può risultare utile anche quando bisogna acquisire strutture ripetitive come cerchi in lega, griglie, prese d’aria o componenti caratterizzati da elementi geometrici simili. In questi casi pochi marker aggiuntivi possono fornire al software riferimenti univoci, riducendo il rischio che una sezione venga confusa con un’altra.
Marker posizionati anche intorno all’oggetto
Un ulteriore vantaggio riguarda le zone nelle quali non è possibile applicare direttamente i marker.
Griglie frontali, aperture strette, superfici con fori o componenti particolarmente piccoli possono offrire poco spazio per i riferimenti adesivi. Con il sistema sviluppato da SHINING 3D, una parte dei marker può essere collocata anche nelle aree circostanti e utilizzata dal software come riferimento durante il movimento dello scanner.
Questa possibilità amplia le opzioni disponibili durante le acquisizioni di componenti complessi, soprattutto nel settore automotive e nel reverse engineering.
Nei progetti di grandi dimensioni, nei quali l’oggetto viene acquisito in più sessioni, i marker possono inoltre essere utilizzati per collegare tra loro differenti sezioni della scansione.
EINSTAR indica, per esempio, che nel caso di una carrozzeria possono essere sufficienti tre o quattro marker posizionati lungo le aree di sovrapposizione tra due progetti per facilitare il successivo allineamento.
L’intelligenza artificiale cerca caratteristiche che l’occhio distingue con difficoltà
La seconda componente centrale dell’aggiornamento riguarda il nuovo algoritmo AI Tracking Navigator.
Durante una scansione senza marker, il software deve individuare continuamente elementi riconoscibili sulla superficie dell’oggetto. Spigoli, curvature, incisioni e variazioni geometriche diventano punti di riferimento attraverso i quali viene calcolata la posizione dello scanner.
Il problema nasce sulle superfici apparentemente uniformi.
Un sedile automobilistico, per esempio, può sembrare quasi privo di caratteristiche geometriche marcate, ma presenta cuciture, variazioni minime della superficie, pieghe del materiale e differenze locali che possono essere utilizzate come riferimenti.
L’algoritmo sviluppato da SHINING 3D analizza queste caratteristiche deboli e cerca di trasformarle in informazioni utili per il tracking.
Il sistema non deve quindi necessariamente basarsi soltanto sui dettagli geometrici più evidenti. Anche variazioni molto piccole possono contribuire alla determinazione della posizione dello scanner.
L’approccio può essere utile per sedili, imbottiture, rivestimenti, componenti plastici e altre superfici nelle quali applicare marker sarebbe scomodo oppure poco pratico.
La correzione degli errori avviene durante la scansione
EinScan Rigil 1.3.2 introduce anche una funzione denominata Real-Time Global Optimization.
Nei sistemi di scansione portatile, piccoli errori di posizionamento possono sommarsi progressivamente mentre l’operatore si sposta attorno all’oggetto. Questo fenomeno viene spesso indicato come drift.
Invece di considerare ogni fotogramma esclusivamente rispetto a quello immediatamente precedente, l’algoritmo di SHINING 3D confronta le informazioni provenienti da più fotogrammi e verifica la coerenza complessiva dell’allineamento.
Il software cerca così di individuare eventuali deviazioni prima che influenzino una parte consistente della scansione.
Se viene acquisita una piccola area in maniera errata, l’operatore può ripassare con lo scanner sulla stessa zona. Il sistema utilizza le nuove informazioni per correggere l’allineamento senza richiedere necessariamente la cancellazione dei dati già raccolti.
Questo elemento può incidere soprattutto sulle acquisizioni estese, dove la ripetizione completa di una scansione rappresenterebbe una perdita di tempo significativa.
EinScan Rigil combina laser blu e infrarosso VCSEL
L’aggiornamento software si inserisce nell’architettura hardware della famiglia EinScan Rigil sviluppata da SHINING 3D.
Lo scanner utilizza due differenti tecnologie di illuminazione: laser blu e infrarosso VCSEL. Le due sorgenti vengono impiegate per esigenze differenti.
La modalità Laser HD privilegia la risoluzione geometrica e la precisione, mentre la modalità IR Rapid è pensata per coprire superfici più ampie e acquisire rapidamente oggetti di medie o grandi dimensioni.
Secondo i dati dichiarati da SHINING 3D, EinScan Rigil può raggiungere una risoluzione geometrica fino a 0,05 millimetri e una precisione volumetrica dichiarata fino a 0,04 + 0,06 mm/m nella modalità Laser HD.
La modalità infrarossa può invece raggiungere velocità di acquisizione fino a 16 milioni di punti al secondo, con una distanza di lavoro che può arrivare fino a circa 1,5 metri.
La presenza delle due sorgenti permette allo stesso dispositivo di essere utilizzato sia per l’acquisizione dettagliata di piccoli particolari sia per la digitalizzazione di componenti più grandi.
Due configurazioni laser utilizzabili nello stesso progetto
La famiglia EinScan Rigil dispone inoltre di differenti configurazioni del laser blu.
La configurazione con linee laser incrociate viene utilizzata per aumentare la velocità di acquisizione delle superfici, mentre sette linee laser parallele sono dedicate alla cattura dei dettagli più minuti.
SHINING 3D consente di passare da una configurazione all’altra durante lo stesso progetto di scansione. I dati raccolti dalle differenti modalità possono essere successivamente combinati.
Un operatore può quindi acquisire rapidamente la maggior parte di un componente e utilizzare la modalità dedicata ai dettagli soltanto nelle aree che richiedono una maggiore densità di informazioni geometriche.
Standalone, wireless o collegato al computer
Uno degli elementi caratteristici della piattaforma EinScan Rigil rimane la possibilità di scegliere tra tre modalità operative.
Lo scanner può funzionare in modalità Standalone, elaborando direttamente sul dispositivo i dati acquisiti senza richiedere un computer esterno.
È disponibile anche una modalità PC Wireless tramite Wi-Fi 6, che permette di utilizzare la potenza di calcolo di una workstation mantenendo lo scanner libero da collegamenti via cavo.
La terza configurazione prevede invece una connessione cablata al computer, indicata quando si devono gestire grandi volumi di dati oppure quando la stabilità della rete wireless non può essere garantita.
EinScan Rigil integra inoltre un display AMOLED da 6,4 pollici con risoluzione 2K e dispone di memoria interna e capacità di elaborazione sufficienti per gestire direttamente diverse operazioni sulla nuvola di punti e sulle mesh.
Texture a colori con fotocamera da 5 megapixel
Oltre ai dati geometrici, EinScan Rigil può acquisire informazioni relative al colore delle superfici.
SHINING 3D utilizza una fotocamera ad alta definizione da 5 megapixel per registrare le texture e applicarle successivamente alla geometria tridimensionale.
Questa funzione può interessare campi differenti dal controllo dimensionale puro, come la documentazione digitale, la produzione di modelli realistici, la visualizzazione di prodotti, la conservazione di reperti o la creazione di contenuti 3D.
Nel reverse engineering industriale, invece, l’informazione più importante rimane generalmente la geometria. In questi contesti la texture può comunque rappresentare un riferimento aggiuntivo per distinguere aree differenti del componente.
Un aggiornamento particolarmente orientato al settore automobilistico
SHINING 3D ed EINSTAR presentano EinScan Rigil soprattutto come strumento destinato agli utenti professionali e prosumer che devono digitalizzare componenti automobilistici.
Le applicazioni comprendono la ricostruzione di carrozzerie, paraurti, elementi dell’abitacolo, sedili, componenti aftermarket e parti da modificare oppure riprodurre.
Una scansione può essere trasformata in una mesh poligonale oppure utilizzata come riferimento per ricostruire un modello CAD destinato al reverse engineering.
Il modello digitale può servire per progettare un componente sostitutivo, controllare gli ingombri, sviluppare accessori personalizzati oppure confrontare un pezzo reale con il progetto originale.
In questo tipo di workflow il tempo necessario per preparare il componente, posizionare i marker e correggere eventuali perdite di tracking incide direttamente sulla durata complessiva del lavoro.
È proprio su questi passaggi che SHINING 3D concentra gran parte delle modifiche introdotte con il software 1.3.2.
EXScan Rigil gestisce scansione, pulizia ed esportazione dei dati
Sul computer, la piattaforma è affiancata dal software EXScan Rigil sviluppato per la gestione delle acquisizioni realizzate con gli scanner della serie.
Il programma comprende strumenti per modificare le nuvole di punti, eliminare elementi indesiderati, intervenire sulle mesh e preparare i dati per le successive fasi di progettazione.
Tra le funzioni disponibili figurano strumenti per il taglio dei modelli, la correzione delle normali, la rimozione automatica di piccoli frammenti isolati e la creazione di geometrie speculari.
SHINING 3D propone inoltre EXModel per le attività di reverse engineering e altri strumenti destinati alla gestione delle texture e all’integrazione dei dati acquisiti nei normali flussi di progettazione 3D.
Il punto centrale della versione 1.3.2 è la continuità del workflow
Il valore dell’aggiornamento EinScan Rigil 1.3.2 non deriva da un aumento isolato della risoluzione nominale dello scanner, quanto dalla modifica del modo in cui il dispositivo utilizza i dati già disponibili per mantenere l’allineamento.
L’unione tra marker, caratteristiche geometriche, texture e algoritmi di analisi basati sull’intelligenza artificiale permette a SHINING 3D di ridurre la dipendenza da un singolo sistema di tracking.
Per un operatore esperto significa poter adattare con maggiore libertà la strategia di acquisizione alla geometria dell’oggetto. Per chi utilizza lo scanner con minore frequenza, la possibilità di attivare contemporaneamente più sistemi di riferimento riduce invece la necessità di scegliere in anticipo quale metodo di tracking sia più adatto a ogni singola superficie.
L’aggiornamento 1.3.2 rafforza quindi l’impostazione con cui SHINING 3D sta sviluppando la piattaforma EinScan Rigil: combinare più tecnologie di acquisizione e lasciare al software una parte crescente del lavoro necessario per mantenere coerente la scansione mentre l’operatore si concentra sul movimento dello scanner e sulla copertura dell’oggetto.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)
