Au cours des dernières décennies, l'une des plus grandes avancées en matière de technologie de fabrication a été le développement et l'essor des techniques de numérisation 3D. Trouver des moyens de cartographier avec précision des objets complexes en 3D a longtemps été un graal pour de nombreux scientifiques et ingénieurs, mais semblait impossible avant le développement d'une technologie de caméra et d'un matériel de traitement informatique sophistiqués.
Aujourd'hui, même les bricoleurs peuvent créer des systèmes de numérisation 3D amateurs à l'aide de matériel grand public de base comme la Xbox Kinect, tandis que les secteurs de la microfabrication et de la médecine ont été transformés par des installations de qualité professionnelle.
En dentisterie notamment, le balayage par lumière structurée est aujourd'hui un outil précieux pour la fabrication d'implants dentaires et d'autres dispositifs orthodontiques, et permet aux professionnels de la santé de scanner les dimensions précises de n'importe quelle structure dans la bouche de leurs patients.
L'histoire du balayage à lumière structurée
Les fondements de la numérisation par lumière structurée existent depuis des millénaires, puisque les mathématiciens égyptiens et babyloniens ont commencé à utiliser la triangulation pour calculer les dimensions physiques il y a plus de 5 000 ans. Mais ce n'est qu'à la fin du XIXe siècle que le développement des premières caméras avancées a jeté les bases de la numérisation moderne par lumière structurée.
Ce n'est qu'à la fin du 19e siècle que le développement des premières caméras avancées a jeté les bases de la numérisation moderne par lumière structurée.
Les scientifiques ont pris conscience que les caméras représentent plus que de simples images. En fait, elles collectent et affichent les données visuelles elles-mêmes. Bien que les chercheurs aient expérimenté les possibilités offertes par la nouvelle technologie des caméras, ils ont dû attendre la révolution du silicium qui a envahi l'industrie informatique dans les années 1970 pour commencer à développer de véritables techniques de numérisation en 3D.
Aujourd'hui, le balayage par lumière structurée est un outil incroyablement polyvalent pour la recherche et la fabrication
Les premiers scanners à lumière structurée étaient rudimentaires, coûteux et difficiles à utiliser. En tant que tels, ils sont restés relégués aux applications industrielles. Cependant, avec l'amélioration rapide de la technologie des caméras et des ordinateurs, les techniques ont rapidement évolué et ont commencé à produire des équipements modernes de balayage structuré à la fin des années 90.
Aujourd'hui, le balayage par lumière structurée est un outil incroyablement polyvalent pour la recherche et la fabrication. Il a été utilisé dans tous les domaines, du développement des engins spatiaux de la NASA à l'analyse détaillée d'objets anciens, en passant bien sûr par la dentisterie.
Comment fonctionne le balayage à lumière structurée ?
La fonction de base d'un scanner à lumière structurée est simple : vous projetez un modèle de lumière structurée sur un objet, puis vous le filmez avec au moins une caméra (généralement deux caméras) pour capturer les façons dont l'objet déforme le modèle de lumière. En triangulant plusieurs images du scan, vous pouvez calculer les dimensions de l'objet dans toute sa complexité.
La plupart des scanners utilisent un motif de bandes alternées, semblable aux ombres projetées par la lumière du soleil à travers des stores vénitiens. Avec des bandes finement calibrées et des caméras précises, il est possible de mesurer les dimensions de très petits détails, même les variations infimes de la surface d'une dent ou d'une cavité buccale.
En traitant les données obtenues dans un logiciel de numérisation, vous pouvez créer une image numérisée en 3D de l'objet scanné, qui peut être utilisée pour concevoir des prothèses dentaires ou cartographier avec précision les dimensions de l'emplacement cible scanné.
Le balayage par lumière structurée est souvent utilisé comme alternative au balayage laser 3D, en raison de la tendance des lasers à être facilement perturbés par les surfaces réfléchissantes, toute forme de transparence et même les modèles d'interférence complexes de la lumière laser elle-même.
la lumière bleue projetée par des LED sophistiquées est devenue la nouvelle norme
Autrefois, lumière blanche était préférée pour le balayage en lumière structurée, mais aujourd'hui, la lumière bleue projetée par des LED sophistiquées est devenue la nouvelle norme, grâce à sa précision accrue et à sa meilleure résistance aux forces perturbatrices telles que les reflets, ou même la légère transparence de la chair vivante.
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