تاریخچۀ اسکنرهای ۳ بعدی بدن (قسمت اول)

در این ویدئو نگاهی به تاریخچۀ اسکنرهای ۳ بعدی بدن می‌اندازیم. اسکنرهایی که به آن‌ها اشاره خواهد شد اغلب در صنایع و بخش‌های مختلف جامعۀ بشری کاربرد داشته و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

تاریخچۀ اسکنرهای سه بعدی بدن (اسکنر های اولیه – ۱۹۹۰)

اولین اسکنر Full body در اواخر دهۀ ۱۹۹۰ توسط Cyberware ساخته و به‌طور گسترده به بازار عرضه شد.

هم‌چنین این اسکنر در سال ۱۹۹۴ به صنعت سرگرمی و تحقیقات نظامی راه پیدا کرد.

این اسکنر از سنسورهای ثابت و لیزر ایمن برای چشم به عنوان منبع نور و از یک سطح دایره‌ای شکل جهت چرخش شخص اسکن‌شده استفاده می‌کرد.

فناوری استفاده شده در این اسکنر اگرچه موثر بود، اما قابل حمل نبودن و نیز هزینه بالا مانع استفادۀ گسترده از این اسکنر شد.

در نسل اولیه از اسکنرهای بدن به‌دلیل روش‌های اسکن و سخت‌افزار موجود، در زمینه تحقیقات پوشاک یا مطالعات پیکرسنجی فعالیت خاصی صورت نگرفت.

تاریخچۀ اسکنرهای سه بعدی بدن – استفاده از اسکنرهای ۳ بعدی بدن و داده‌های اسکن‌شده در صنعت پوشاک – ۲۰۰۵

استفادۀ اولیه از داده‌های اسکن فقط بر روی اندازه‌گیری های خطی استخراج شده از اسکن تمرکز داشت.

اسکن ۳ بعدی Full body، داده‌هایی را برای مطالعات پیکرسنجی در جمعیت‌های مختلف فراهم می‌کند.

این اطلاعات شامل: تجزیه و تحلیل شکل بدن بر اساس محیط‌های ساده، استخراج اندازه‌گیری‌ها به‌عنوان پایه‌ای برای لباس‌های سفارشی و انتخاب اندازه به‌صورت اتوماتیک می‌باشد.

در همان سال‌ها تلاش‌های اولیه‌ای جهت استفاده بیشتر از اطلاعات به‌دست‌آمده از اسکن‌ها وجود داشت.

در سال ۱۹۹۲ یک مطالعه اولیه صورت گرفت که در آن از سر و کلاه خود پرسنل ارتش اسکنر ۳ بعدی گرفته‌شده و به بررسی اسکن از بدن پرسنل بدون لباس نظامی و نیز ادغام لباس نظامی به بدن فرد به‌صورت ۳ بعدی نیز پرداخته شد.

بیشتر فرم‌های لباس در گذشته به‌جای اشکال بدن، اشکال لباس را منعکس می‌کرده، اما سبک‌های مدرن منحنی‌های بدن را دنبال می‌کنند.

امروزه از اسکن‌های بدن سه بعدی نیز در ساخت فرم‌های لباس که دقیقاً از نظر اندازه، شکل ظاهری و وضعیت مدل‌های متناسب برای استفاده در شرکت‌های تولید پوشاک هستند استفاده می‌شود.

اسکنرهای سه بعدی دیجیتالی (لیزری و نور ساختار یافته) -۲۰۰۷

تمایز اصلی بین اسکنرهای را می‌توان به منبع نور یا در بعضی موارد استفاده از طول موج‌های غیرقابل مشاهده دسته‌بندی کرد که با سنسورهای مورد استفاده برای جمع‌آوری داده‌ها تعامل دارند.

اسکنرهای لیزری از قدیم به‌عنوان مرجع در نظر گرفته می‌شدند، اما این اسکنرها دارای نواقصی نیز هستند.

سنسورهای لیزری حساسیت کمی به رنگ دارند.

به‌طورمثال رنگ مشکی قابلیت اسکن شدن توسط سنسور لیزری را ندارد. به‌همین دلیل به نظر می‌رسد سنسورهای با قابلیت‌های بشتر مورد نیاز خواهند بود.

اسکنرهای ساختار یافته بسیار سریعتر از اسکنرهای لیزری است اما داده‌های اسکنرهای نوری به پردازش بیشتری نیاز دارد.

این اسکنرها به‌طورکلی اسکن‌های بسیار زیادی را انجام می‌دهند و سپس از الگوریتم‌های کامپیوتری برای بهبود سطح اسکن در هنگام ساخت مدل دیجیتالی سه بعدی از داده‌های سنسور استفاده می‌کنند.

نرم‌افزار نشانه‌گذاری خودکار و استخراج داده‌ها – ۲۰۱۰

اکثر اسکنرها توانایی استخراج خودکار اندازه‌گیری خطی از اسکن را دارند، اما الگوریتم‌های مورد استفاده توسط شرکت‌های مختلف سازنده اسکنر متفاوت است.

اسکنری که بهترین عملکرد را دارد نیز ممکن است بهترین سیستم اندازه‌گیری خودکار را نداشته باشد.

اولین قدم برای اندازه‌گیری از طریق اسکن، شناسایی نقاط برجسته روی سطح بدن است.

این نشانه‌ها توسط متخصصین به‌خوبی تعریف شده‌اند، اگرچه هر گروه از کاربران اسکنر دارای مجموعه‌های مختلفی از نشانه‌ها و روش‌های متفاوت برای اندازه‌گیری را دارند.

از آنجا که تنوع زیادی در اشکال بدن وجود دارد، جایگذاری دستی قابل اعتماد مارکرها بسیار دشوار است.

طراحی نرم‌افزار برای قرار دادن دقیق مارکرها در اسکن بدن حتی دشوارتر است.

این امر به‌طورکلی با برنامه‌نویسی برای جستجوی برخی از مشخصات هندسی روی بدن انجام می‌شود، اما برنامه‌ریزی برای هر پیکربندی تقریباً غیرممکن است، مارکرها اغلب توسط متخصصین با لمس کردن قرار می‌گیرند تا برجستگی‌های استخوانی مناسبی که مرکز حرکت مفصل را مشخص می‌کند انتخاب کنند.

برای نرم‌افزار اسکن با سنجیدن مارکرهای مفاصل براساس هندسه سطح بدن امکان دستیابی به همان سطح دقت و اطمینان وجود ندارد.

اما الگوریتم‌های جدید روز به روز در پیدا کردن دقیق نقاط بدن پیشرفته‌تر می‌شوند و صحت و دقت آنها بالا می‌رود. البته اکثر توسعه‌دهندگان نرم‌افزارهای اسکنر توضیح می‌دهند که الگوریتم‌های کامپیوتری همیشه مارکرها را به‌طور قابل اعتماد قرار نمی‌دهند.

ازطرف‌دیگر، یک اپراتور آموزش دیده اغلب می‌تواند با بررسی اندازه گیری‌های انجام‌شده در اسکن و در صورت لزوم و با بررسی دید بصری، قابلیت اطمینان را بهبود بخشد.

در قسمت بعدی این ویدئو به بررسی اسکن ۳ بعدی در حرکت می‌پردازیم و نیز تاریخچۀ اسکنر ۳ بعدی بدن آنیا را با هم مرور می‌کنیم.

در آخر پیش‌بینی از روند توسعه اسکنرهای سه بعدی بدن در آینده را خواهیم داشت.