Obstajajo trije tipi opticcne tehnologije skeniranja:
- tocckovni, ki je podoben fiziccni sondi in uporablja eno samo referencno
tocko, ponovljeno velikokrat. To je najpocasnejsi princip, ki zahteva
fizicni premik senzorja
- povrssinski, ki je tehnicno zahteven. To se kazze v pomanjkanju ponudbe
  robustnih povrssinskih sistemov.
- pasovni so bili hitro potrjeni, kot hitrejssi od tockovnih, ker
  uporabljajo pas z mnogo tockami, ki potekajo preko objekta hkrati. So
  tudi dovolj natanccni in dovolj hitri.

Evidentno je, da je izziv pri 3D skeniranju predvsem v programski opremi.
Za zajem objekta v treh dimenzijah mora senzor opraviti vecc skeniranj z
razliccnih polozzajev. Tezava pa je predvsem v zdruzitvi teh razlicnih
posnetkov, odstranitvi podvojenih podatkov in zmanjsanju stevila tocck,
saj se pri skeniranju zajame nekaj milionov tocck naenkrat. 

Ena prvih aplikacij je bil zajem ccloveka za potrebe filmske industrije.
Cyberware iz LA je v osemdesetih razvil skener, za snemanje glave. V
devetdesetih je to razssiril na snemanje celotnega telesa. Cyberware je
razvil tudi skenerje s katerimi je bilo mozno zajeti tudi barvo tocck.

Digibotics je uvedel sstiiri osni stroj, ki omogocca zajem celotnega 3D
objekta. Baziran je na tockovnem zajemu in je zato poccasen. Noben model
Digiboticsa nima ssest prostostnih stopenj, potrebnih za pokrivanje
celotne povrssine telesa. Ni mozzen zajem barve.

Medtem, ko so ti opticcni skenerji dragi sta Immersion in Faro
Technologies uvedla poceni roccne skenerje. Ti lahko izdelajo celotne
modele, vendar so pocasni. Posebno sse takrat, ko je potrebno izdelati
tudi podrobnosti. In seveda, z njimi ni mozzno posneti barve.


Obstaja tudi kombinacija roke, na katero je montirana skenerska glava.

V 3D skenerjih se pojavljajo naslednje zahteve: 
- natanccnost
- hitrost
- resniccna tridimenzionalnost
- zajem barve
- ustrezna cena
Obstajata dva najbolj osnovna testa 3D skenerjev:
- ravninski test. Skenira se pravokotnik in belezzi se odstopanje od
  ravnine
- test na krogli. Za kroglo izbranega radija se podaja odstopanje od
  idealne krogle. Preveri se tudi podroccje, ki ga skener ne more pokriti.

Obiccajno se podaja odstopanje in s tem natanccnost skenerja s podatkom 3
\sigma (tri-kratna standardna deviacija)

3D moire kamere - princip delovanja


Delovanje Moire 3D kamere bazira na teoriji Fourier Transform Profilometry.
Najbolj razvita je ta tehnologija na Japonskem, kjeh ima Opton tudi
komercialne produkte. Razvoj tega principa snemanja ima se Lockheed Martin
(ZDA) in Carl Zeiss (Nemcija) vendar brez komercialnih produktov.

Sestavni deli opticne glave
Komponente opticne senzorske glave zajemajo sliko, ki je osnova za 3D
izracun. Crtni vzorec,  projiciran s projektorjem, se posname s CCD kamero v
racunalnik. Zaradi ukrivljenosti povrsine se crtni vzorec deformira, kar je
tudi osnova za preracun oddaljenosti povrsine od kamere. Med projektorjem
vzorca in kamero  obstaja dolocen kot, ki lahko izboljsa konrast
projiciranega vzorca in zmanjsa vpliv popacenja zaradi lec. 
Dodato obstajajo na ohisju se trije laserski pointerji, ki svetijo na
povrsino in omogocajo avtomatski fokus in hkrati tudi orientacijo. Dodatno
je mozna tudi dograditev  tockovnega merilnega senzorja za merjenje globokih
lukenj.

Osnovni sestavni deli 3D moire kamere:

1. CCD kamera digitalizira projicihane slike in se upohablja tudi za splosna
crno/bela snemanja objektov. Kamere z visjo hitrostjo snemanja lahko snemajo
tudi gibajoce objekte. Monokromatske kamere se uporabljajo za splosna 3D
merjenja. Z barvnimi kamerami lahko poleg oblike zajamemo tudi barvo. Visja
locljivost kamere pripomore k visji tocnosti meritev. Hitrejse kamere pa
omogocajo k hitrejsem zajemu podatkov, ceprav mislim, da se bistveni del
casa porabi predvsem za obdelavo oblaka podatkov saj algoritem bazira na FFT
transformacijah.

2. Projektor projicira prepoznavni vzorec s stroboskopsko lucjo, ki je
primerna za splosna 3D merjenja. Za natancnejsa merjenja se vzorec projicira
z laserskim zarkom.

3. Laserski kazalec kontrolira orientacijo kamere in njeno pozicijo.
Z enotockovnim laserjem je mozno kontrolirati le oddaljenost, s tritockovnim
pa tudi orientacijo.

4. Luc z belo svetlobo (halogen) osvetljuje objekt in omogoca snemanje
karakteristicnih crt, referenlnih tock in drugih oznak, kot so delilne crte.

5. Uniaksialni lasehski senzor meri oddaljenost v globokih luknjah. Ta nacin
merjenja je pocasen.

Algoritem dolocanja oddaljenosti iz defohmirane slike vzorca dobljenega s
CCD kamero
Ce je povrsina, ki se meri, ravna pozicionirana v referencnem polozaju,
torej v najboljsem polozaju za fokus, je deformirano crtovje slika
vzporednih ravnih crt z dolocenim razmikom med crtami. Ce pa povrsina ni v
referencni visini ali ce povrsina ni ravna se razmik med crtami spremeni ali
pa crte niso vec ravne. Ce pogledamo intenziteto svetlobe projicirane slike
je prva referencna slika referencno valovanje z doloceno frekvenco in druga
deformirana slika deformirano valovanje z modulirano fazo.
Moirova metoda izracunava to fazno spremembo med referencno in deformirano
sliko za vsako tocko CCD kamere. Z uporabo enacbe se doloci visina
(koordinat Z) za celotno povrsino v obsegu kamere. Koordinate, ki jih
dobimo, so absolutne vrednosti, ki pa jih je potrebno se kalibrirati. 
Ce je v splosnem prevec tock v eni meritvi je tocnost manjsa. Tocnost se
lahko izboljsa s programsko kalibracijo na velikem stevilu tock.Tockovna ali
linijska merjenja imajo manj informacij za dolocitev parametrov kamere.
Njihova locljivost je je torej bazirana na kameri. Pri povrsinskih kamerah
pa je mogoce dolociti mehanske parametre loceno od parametrov kamere, ker je
tu vedno povrsina, ki se lahko uporabi.

Konverzija slike poteka nekako takole:

1. Zajem slike projiciranih ravnih crt.
2. Digitalizacija slike s CCD z A/D konverterjem
3. Fourier naprej/nazaj s filtriranjem in locevanjem razlicnih frekvencnih
komponent
4. Izracun faze za vsako tocko (0-2\pi) glede na referencno sinusno funkcijo
5. Razvitje relaticne faze v absolutno z uporabo kontinuitete faze (-2 n\pi
.. 2n\pi)
6. Izracun koordinat Z iz absolutne faze z uporabo kalibracijskih
rezultatov.

Osnova za merjenje je CCD kamera z ustreznimi lecami. Obicajno je locljivost
kamere 1000x1000. To pomeni milion tock za en posnetek. Pri najmanjsih
kamerah je velikost 12.5x14mm in globina manj kot \pm 3mm merjena z
oddaljenosti 130mm. Absolutna tocnost te kamere je 0.01mm s ponovljivostjo
0.004mm. Za vecje kamere npr. 100x110 je \pm 40mm in 0.05 locljivosti.
Najvecje kamere 1000x1135 mm ima \pm 0.5mmtocnosti in \pm 500 mm globinske
locljivosti merjeno z oddaljenosti 2.2m.