대상물 스캔

물체의 3차원 형상 정보를 얻는 기술에는 광원을 레이저 및 백색광을 사용하는 3D 스캐닝 외에도 X-ray, 초음파 등 다양한 방법이있다. 레이저 3D 스캐너는 수조 개의 광자를 물체 표면에 보내고 그중 일부만을 수신하기 때문에 스캔 대상의 반사율에 영향을 많이받으며 흰색은 많이 반사하며 어두운면은 적게 반사하고 유리는 굴절되어 형상이 왜곡되기 때문에 최적의 3D 스캐닝 환경을 갖추고 스캐닝 작업을하여야 최적의 데이터를 추출 할 수있다.

 

다양한 방향에서 스캐닝 작업을하여 얻은 데이터를 하나의 좌표계로 변환하기 위해 정렬 (Alignment) 및 정합 (Registration)을 수행하고, 이렇게 만들어진 데이터 세트를 머징 (Merging)하여 하나로 합쳐 모델링 수행이 가능한 파일로 재생산하여 데이터를 공유 할뿐만 아니라 4 차 산업 혁명에 맞는 응합과 협업을 적용한 새로운 가치를 창출할수있다. 여기서는 대상물에 대한 스캐닝 기술과 적용 방식에 대하여 알아보기로한다.

 

1) 광간섭 스캐닝

광간섭 스캐닝 기술은 광간섭 단증촬영 (Optical Coherence Tomography, oCT) 기술이라고도하며 빛을 사용하여 광학 산란 매체 (예 생물 조직) 내에서 마이크로 미터 해상도의 3 차원 이미지를 캡쳐하는의료 영상 기술이다. 빛의 간섭을 이용한 복굴절 현미경이나 레이저를 사용하는 공초점 현미경, 산업용 컴퓨터 단층 촬영 등이 광간섭 스캐닝 기술에 속하며 작은 물체의 표면과 내부 3D 형상을 측정하는 데는 효과적이나 측정 면적이 매우 작아 바이오 및 의료 분야 중 안과 등 특정 분야에서만 활용되고있다

 

.2) 컴퓨터 단층 촬영 기술 (Computer Tomography)

CT-X 선 단층 촬영은 기존의 X 선 장치로는 얻을 수 없던 제품의 구조 나 조직 상태에 관한 정보를 화상으로 구현하는 기술로서 대상물을 여러 각도에서 X-ray를 투시하여 얻은 영상을 조합 하여 3차원 영상으로 구현할 수 있으며 대상물의 각 단층 상을 볼 수있다. 일반 X-ray 영상에서 식별할 수없는 대상물의 구조 결함을 정확히 판정 할 수있어 비파괴 검사 및 복잡한 내부 형상 스캐닝 필요한 분야인 의료 및 문화재 복원 등에 활용되고있다.

 

3) 비행 시간 측정 (TOF) 스캐닝 기술

레이저 펄스 (Pulse를 이용하거나 반사 된 빔의 위상 (Phase) 차이를 측정하는 기술이다. 다른 스캐닝 방법에 비해 상대적으로 분해능은 떨어지나 원거리 측정이 가능해 주로 건축물이나 지형지 물을 측정하는 데 활용되고 있다.

 

4) 광삼각 측량 스캐닝 기술 물체 표면의 깊이에 따라 수신부 도달 위치가 달라지는 원리를 이용하며 측정 속도를 높이기 위해 광원에 선, 줄무늬, 격자 형태의 패턴을 형성해주는 패턴 광이 주로 이용되는 기술이다. 빠른 측정 속도, 실시간 스캔 가능, 높은 정밀도로 인해 제조업 분야 및 패션, 문화재, 의료, 영상 분야 등에서 가장 널리 사용되고있다.