hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
تستخدم أجهزة قياس المدى المعتمدة على زمن الطيران في إجراء مسح لمسافات شاسعة تصل إلى عدة كيلومترات، مما يجعلها مثالية لدراسة الهياكل الكبيرة. إلا أن دقة هذه الأجهزة تتأثر سلبًا بسرعة الضوء العالية، خاصة عند اصطدام الشعاع بحواف الأجسام. يمكن معالجة هذه المشكلة عبر استخدام شعاع ضوئي أضيق أو من خلال برمجيات معالجة البيانات. وبالرغم من سرعة عمليات المسح منخفضة الدقة، إلا أن عمليات المسح عالية الدقة تتطلب وقتًا أطول وتتعرض لتشوهات ناجمة عن الحركة، مما يستدعي تثبيت الهدف والجهاز.
أما أجهزة قياس المدى المثلثية فتتميز بدقة عالية جدًا تصل إلى عشرات الميكرومتر، ولكن مدى عملها محدود ولا يتجاوز بضعة أمتار. وتواجه ماسحات الليزر قصيرة المدى تحديات تتعلق بالتغيرات الحرارية التي قد تؤدي إلى تشوهات في القياسات. ومع ذلك، فإن بعض الأجهزة مزودة بمعوضات حرارية لتقليل هذه الآثار.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
في نظام التداخل البصري المخروطي، يُسلط شعاع ليزري على السطح، ثم يعاد انعكاسه المباشر على نفس مسار الشعاع عبر بلورة مخروطية، ويسقط على جهاز اقتران الشحنة. والنتيجة هي حيود يمكن تحليله ترددياً لتحديد المسافة إلى السطح المقاس. تكمن الميزة الرئيسية للتداخل البصري المخروطي في أن مسار شعاع واحد فقط مطلوب للقياس، مما يتيح فرصة لقياس عمق ثقب مثقوب بدقة، على سبيل المثال.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
تُنشئ ماسحات الليزر اليدوية صورًا ثلاثية الأبعاد اعتمادًا على مبدأ التثليث المبين سابقاً. يتمثل ذلك في إسقاط نقطة ليزر أو خط من جهاز يدوي على الجسم المستهدف، ثم قياس المسافة إلى السطح بواسطة مستشعر (عادة ما يكون جهازًا شبه موصل أو حساس للموضع). تجمع هذه البيانات ضمن نظام إحداثيات داخلي، لذا يتطلب جمع البيانات أثناء حركة الماسح الضوئي تحديد موقعه بدقة. يمكن تحديد هذا الموقع إما باستخدام الماسح الضوئي نفسه عبر ميزات مرجعية موجودة على السطح الممسوح (مثل علامات عاكسة أو حتى ميزات طبيعية) أو باستخدام نظام تتبع خارجي. غالبًا ما يأخذ نظام التتبع الخارجي شكل متتبع ليزر (لتحديد موقع المستشعر) مع كاميرا مدمجة (لتحديد اتجاه الماسح الضوئي) أو نظام تصويري يستخدم ثلاث كاميرات أو أكثر لتوفير ستة درجات حرية للماسح الضوئي. تستعمل كلتا التقنيتين عادة ثنائيات باعثة للضوء تحت الأحمر مرتبطة بالماسح الضوئي وتلتقطها الكاميرات عبر مرشحات تقلل من تأثير الإضاءة المحيطة.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
تجمع البيانات بواسطة جهاز كمبيوتر وتُسجل كنقاط بيانات في فضاء ثلاثي الأبعاد. يمكن معالجة هذه البيانات وتحويلها إلى شبكة مثلثة ثم إلى نموذج تصميم بمساعدة الحاسوب، غالبًا ما يكون على شكل أسطح نيربس غير منتظمة عقلانية. تستطيع ماسحات الليزر اليدوية دمج هذه البيانات مع بيانات من أجهزة استشعار ضوئية سلبية – التي تلتقط قوام وألوان السطح – لبناء نموذج ثلاثي الأبعاد كامل أو إجراء هندسة عكسية.
تُسقط ماسحات الضوء المهيكل ثلاثية الأبعاد نمطًا ضوئيًا على الجسم وتستخدم كاميرا مزاحة لتحليل التشوه وتحديد المسافات. يعتمد إسقاط النمط على أجهزة عرض مثل جهاز عرض الكريستال السائل، وتعد التقنية مجالًا بحثيًا نشطًا مع تطبيقات متطورة.
تم تطوير ماسحات ضوئية في الوقت الفعلي باستخدام تقنيات مثل إسقاط هامش رقمي وإزاحة الطور، قادرة على التقاط تفاصيل دقيقة لكائنات ديناميكية بمعدل يصل إلى 40 إطارًا في الثانية. أنظمة أحدث تحقق معدلات تصل إلى 120 إطارًا في الثانية، مع إمكانية مسح أسطح منفصلة كيدين متحركتين. باستخدام تقنية إلغاء تركيز الثنائي، تم تحسين السرعة لتصل إلى آلاف الإطارات في الثانية.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
تُسلط ماسحات الضوء ثلاثية الأبعاد المُعدّلة ضوءًا متغيرًا باستمرار على الهدف. وعادة ما يقتصر مصدر الضوء على دورة سعة الضوء في موجة جيبية. وتكتشف الكاميرا الضوء المنعكس، ويحدد مقدار تحول النمط المسافة التي قطعها الضوء. كما يسمح الضوء المُعدّل للماسح بتجاهل الضوء الصادر من مصادر أخرى غير الليزر، وبالتالي لا يوجد تداخل.
تعتمد حلول التصوير ثلاثي الأبعاد السلبية على اكتشاف الإشعاع المحيط المنعكس دون إصدار إشعاع، وغالبًا ما تستخدم الضوء المرئي أو الأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها منخفضة التكلفة باستخدام كاميرات رقمية بسيطة.
تستخدم الأنظمة المجسمة كاميرتين لتحليل الفروق بين الصور واستنتاج المسافات، مستوحية من الرؤية البشرية. أما الأنظمة الضوئية، فتعتمد على كاميرا واحدة تلتقط صورًا متعددة بظروف إضاءة مختلفة لاستعادة اتجاه السطح.
تقنيات الصور الظلية تُنشئ نموذجًا ثلاثي الأبعاد عبر بثق الخطوط العريضة المأخوذة من صور متعددة، لكنها تعاني من صعوبة اكتشاف التقعرات الداخلية.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
يوفر القياس الضوئي معلومات موثوقة حول الأشكال ثلاثية الأبعاد للأجسام المادية بناءً على تحليل الصور الفوتوغرافية. وعادةً ما يتم تقديم البيانات ثلاثية الأبعاد الناتجة على شكل سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد أو شبكة ثلاثية الأبعاد أو نقاط ثلاثية الأبعاد. تقوم تطبيقات البرامج الحديثة للتصوير الفوتوغرامي بتحليل عدد كبير من الصور الرقمية تلقائيًا لإعادة البناء ثلاثي الأبعاد، ومع ذلك، قد يكون التفاعل اليدوي مطلوبًا إذا لم تتمكن البرامج من تحديد المواضع ثلاثية الأبعاد للكاميرا في الصور تلقائيًا، وهي خطوة أساسية في خط أنابيب إعادة البناء.
القياس الضوئي القريب المدى عادة ما يستخدم كاميرا محمولة باليد مثل كاميرا رقمية ذات عدسة أحادية عاكسة مع عدسة ذات طول بؤري ثابت لالتقاط صور للأجسام لإعادة بنائها ثلاثية الأبعاد. تشمل الموضوعات الأجسام الصغيرة مثل واجهات المباني والمركبات والتماثيل والصخور والأحذية.
مسح ثلاثي الأبعاد التكنولوجيا
مصفوفات الكاميرات يمكن استخدامها لإنشاء سحب نقطية ثلاثية الأبعاد أو شبكات من أجسام حية مثل الأشخاص أو الحيوانات الأليفة عن طريق مزامنة عدة كاميرات لتصوير موضوع من عدة وجهات نظر في نفس الوقت لإعادة بناء الجسم ثلاثي الأبعاد.
القياس الضوئي الجوي يستخدم الصور الجوية التي يتم الحصول عليها بواسطة الأقمار الصناعية أو الطائرات التجارية أو طائرات الدرون بدون طيار لجمع صور للمباني والهياكل والتضاريس لإعادة بنائها ثلاثية الأبعاد إلى سحابة نقطية أو شبكة.
يُعدُّ استخلاص المباني شبه الآلي من بيانات الليدار والصور عِبرة الدقة العالية خيارًا متاحًا أيضًا. وهذه الطريقة، بدورها، تتيح النمذجة دون الحاجة إلى الانتقال فعليًا إلى الموقع أو الكائن المراد دراسته. ومن بيانات الليدار الجوي، يمكن توليد نموذج رقمي للسطح، ثم الكشف تلقائيًا عن الأجسام المرتفعة عن الأرض من هذا النموذج. وبناءً على المعرفة المسبقة بالمباني، تُستخدَم الخصائص الهندسية كالحجم والارتفاع والشكل لفصل المباني عن الأجسام الأخرى. ثم يُبسَّط الخطوط العريضة المستخلصة للمباني باستخدام خوارزمية متعامدة لتحسين الجودة الرسومية. ويمكن إجراء تحليل مستجمعات المياه لاستخراج خطوط التلال لسقوف المباني. تُستخدَم خطوط التلال ومعلومات المنحدر لتصنيف المباني حسب نوعها. ثم يُعاد بناء المباني باستخدام ثلاثة نماذج مباني بارامترية (مسطحة، ذات سقوف مائلة، ذات سقوف منحدرة).
تُعد تقنيات الليدار والمسح بالليزر الأرضي من الوسائل المتقدمة والفعالة لجمع البيانات المكانية بدقة عالية وسرعة فائقة. وتكمن أهمية هذه التقنيات في قدرتها على تحديد الارتفاعات والمسافات بدقة بالغة، مما يجعلها أداة مثالية لقياس ارتفاعات المباني. فعبر هذه التقنيات يمكن تحديد مواقع المباني بدقة، وقياس ارتفاعات الأرض المحيطة بها، وحساب أبعادها كالتوجهات والحجوم. كما أن البيانات التي يتم جمعها من خلال هذه المسوحات يمكن استخدامها لإنشاء نماذج ثنائية الأبعاد للمباني وتخزينها في قواعد بيانات نظم المعلومات الجغرافية.
تُعد تقنية الجمع بين المسوحات الجوية بالليزر والصور الأرضية نهجًا متكاملًا وفعالًا لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة للمدن. حيث يتم دمج النماذج التفصيلية للواجهات الأرضية مع النماذج الجوية الشاملة لتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق للمنطقة، يشمل التضاريس والارتفاعات المختلفة. وتُستخدم تقنية تحديد الموقع مونتي كارلو لتسجيل واجهات المباني بدقة ضمن النموذج الجوي.
مسح ثلاثي الأبعاد إعادة البناء
تُستخدم الغيوم النقطية الناتجة عن عمليات المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد، والصور ثلاثية الأبعاد للأجسام، بشكل مباشر في أعمال القياس والتصور المعماري والإنشائي.
تستعمل التطبيقات غالبًا نماذج ثلاثية الأبعاد مضلعية، أو أسطح نيربس، أو نماذج تصميمية بمساعدة حاسوب صلبة.
نماذج الشبكات المضلعية: تمثل الأسطح المنحنية كأسطح مسطحة صغيرة متعددة الأوجه، مثل كرة ديسكو. تُستخدم هذه النماذج في التصور البصري وبعض عمليات التصنيع الحاسوبي، لكنها غالبًا ما تكون ثقيلة وصعبة التعديل. يتضمن إعادة البناء إلى نموذج مضلعي إيجاد نقاط متجاورة وربطها بخطوط مستقيمة لتكوين سطح متصل.
النموذج السطحي: يمثل مرحلة متقدمة في النمذجة ثلاثية الأبعاد، حيث يتم تمثيل الأشكال باستخدام رقعة من الأسطح المنحنية. تشمل هذه الأسطح نماذج نيربس أو "خطوط تي إس بي" وغيرها من التمثيلات المنحنية.
مسح ثلاثي الأبعاد إعادة البناء
النماذج الصلبة في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD): من منظور هندسي وتصنيعي، فإن التمثيل الأمثل للشكل الرقمي هو النموذج البارامتري القابل للتعديل في برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). في هذه البرامج، يُوصف الكروي بخصائص بارامترية يمكن تعديلها بسهولة بتغيير قيمة معينة (مثل مركز النقطة ونصف القطر).
لا تنتج أجهزة التصوير مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير الطبقي المبرمج المكروي سحابة نقطية بل شرائح ثنائية الأبعاد تُدمج لتكوين نموذج ثلاثي الأبعاد. هناك طرق متعددة للمعالجة بناءً على الأهداف:
مسح ثلاثي الأبعاد إعادة البناء
مسح الليزر هو تقنية لفحص أو مسح السطح باستخدام الليزر، ويختلف مجال التطبيق حسب قوة الليزر ونتائج المسح. يُستخدم الليزر منخفض الطاقة في الحالات التي لا تتطلب التأثير على السطح، مثل الرقمنة. تشمل الأساليب الشائعة المسح الضوئي المتقارب أو ثلاثي الأبعاد. في تطبيقات أخرى منخفضة الطاقة، تُستخدم أنظمة إسقاط الضوء المنظم لقياس تسطح الخلايا الشمسية، مما يتيح حساب الإجهاد لأكثر من 2000 رقاقة في الساعة. عادةً ما تكون قوة الليزر في معدات المسح الصناعي أقل من 1 واط، وغالبًا ما تكون في حدود 200 ميلي واط أو أقل، وقد تكون أعلى في بعض الحالات.
مسح ثلاثي الأبعاد إعادة البناء
يمكن الحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد وإعادة بناء الأجسام باستخدام أزواج من الصور المجسمة، ويُعتبر القياس التصويري المجسم النهج الأساسي لرسم الخرائط ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدام الكاميرات الرقمية لالتقاط صور قريبة للأجسام مثل المباني وإعادة بنائها بنفس نظرية القياسات التصويرية الجوية، مثل برنامج "مايكروسوفت ماب بوينت" الذي استُبدل بـ "فيكسل جيوسينث"، و"مايكروسوفت فوتوسينث" أيضاً. قدمت سيسي زلاتانوفا طريقة شبه آلية لاستخراج بيانات ثلاثية الأبعاد من صور جوية مجسمة، تتضمن رقمنة نقاط يدوية للتحقق من صحة الأجسام المُعادة بناؤها، وتخزينها في قاعدة بيانات لتصور الأجسام. من البرامج البارزة في هذا المجال "أجيسوفت ميتاشيب"، و"ريالتي كابتشر"، و"إنسايس تيفون".
طوّر فرانز روتنستاينر طريقة شبه آلية لاستخراج المباني مع مفهوم لتخزين نماذج المباني مع التضاريس والبيانات الطبوغرافية في نظام المعلومات الطبوغرافية. يعتمد نهجه على دمج تقديرات معلمات المباني في القياس التصويري باستخدام مخطط النمذجة الهجين، حيث تُفكك المباني إلى أشكال أولية بسيطة تُعاد بناؤها فرديًا ثم تُدمج باستخدام عوامل التشغيل البوليانية، مع تمثيل حدود البيانات كوسيلة للتركيب الداخلي.
في نهج تشانغ، تُستخدم صور متعددة لإعادة بناء السطح، حيث يتم استكشاف تكامل بيانات المجسم ثلاثي الأبعاد مع الصور الثنائية الأبعاد المُعايرة. يتم بناء النقاط المميزة بدقة بعد فحصها هندسيًا من الصور المتعددة، ويُملأ نقص الكثافة في بيانات المجسم باستخدام معلومات من الصور، مع نشر الرقع الموثوقة في المنطقة المجاورة بشكل تدريجي باستخدام إستراتيجية الأفضل أولًا للبحث عن الرقعة المثالية بين نقاط المجسم.
تُستخدم الصور متعددة الأطياف أيضًا للكشف عن المباني ثلاثية الأبعاد. وتُستخدم بيانات النبضة الأولى والأخيرة ومؤشر الغطاء النباتي المُطبع في العملية.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
استعانت وكالة الفضاء الأوروبية بتقنية المسح ثلاثي الأبعاد لفحص الصخور الفضائية.
تُستَخدَم الماسحاتُ الثلاثية الأبعاد في صناعة الترفيه لخلق نماذج رقمية ثلاثية الأبعاد تُستعمل في الأفلام وألعاب الفيديو والأنشطة الترفيهية الأخرى. كما تجد هذه الماسحات استخدامًا واسعًا في صناعة السينما الافتراضية. وفي الحالات التي يوجد فيها نموذج حقيقي لمُجسّم ما، يكون من الأسرع والأسهل بكثير مسح هذا المُجسّم بدلًا من إنشاء نموذج افتراضي يدويًا بواسطة برامج تصميم الأبعاد الثلاثة. وكثيرًا ما يقوم الفنانون بنحت نماذج مادية للأشكال التي يرغبون في تمثيلها، ثم يقومون بمسحها رقميًا بدلًا من إنشاء نماذج رقمية مباشرة على الحاسوب.
تشهد تقنيات المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد تطورًا ملحوظاً، حيث باتت الكاميرات تلعب دورًا محوريًا في عملية الحصول على نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للأجسام. وقد أدى هذا التطور إلى ظهور تطبيقات مبتكرة مثل إنشاء صور ثلاثية الأبعاد للأشخاص، والتي بدأت تنتشر على نطاق واسع منذ عام 2010.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
يُستخدم المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد بالليزر على نطاق واسع من قبل أجهزة إنفاذ القانون في جميع أنحاء العالم. وتُستخدم النماذج ثلاثية الأبعاد في توثيق المواقع بشكل مباشر في بعض الحالات مثل مسارح الجرائم، وتحليل أنماط بقع الدم، وإعادة تمثيل الحوادث، والانفجارات، وتحطم الطائرات.
تتطلب هندسة التصميم العكسي لمكون ميكانيكي بناء نموذج رقمي دقيق للأجسام المستهدفة لإعادة إنتاجها. بدلًا من مجرد مجموعة من النقاط، يمكن تمثيل هذا النموذج بشبكة من المضلعيات أو مجموعة من أسطح نيربس، سواء كانت مسطحة أو منحنية، أو بنموذج صلب وفقًا لمعايير التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). ولرقمنة المكونات الحرة الشكل أو المتغيرة تدريجياً، وكذلك الهندسات المنشورية، يمكن الاستعانة بالماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد. أما الهندسات المنشورية البسيطة الأبعاد، فتقاس عادةً بأجهزة قياس الإحداثيات. وتخضع النقاط الناتجة بعد ذلك لمعالجة لإنشاء نموذج رقمي صالح للاستخدام، عادةً من خلال برامج هندسة التصميم العكسي المتخصصة.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
يمكن مسح الأراضي والمباني ضوئيًا وتحويلها إلى نماذج ثلاثية الأبعاد، مما يتيح للمشترين التجوال والتفقد في العقار عن بُعد، من أي مكان، دون الحاجة إلى الحضور الفعلي إليه. وتوجد بالفعل شركة واحدة على الأقل تقدم جولات افتراضية ثلاثية الأبعاد للعقارات. وتتكون الجولة الافتراضية النموذجية من عرض لدمية منزلية،  وعرض تفصيلي للداخلية، بالإضافة إلى مخطط أرضي.
يمكن التقاط بيئة مكان ذي أهمية تاريخية أو ثقافية وتحويلها إلى نموذج ثلاثي الأبعاد. يتيح هذا النموذج للجمهور استكشاف المكان بشكل مفصل، سواء من خلال واجهة الواقع الافتراضي الغامرة أو من خلال واجهة ثنائية الأبعاد تقليدية. وهكذا، يمكن للباحثين والمهتمين استكشاف مواقع يصعب الوصول إليها أو تلك التي تعاني من التدهور، مما يوفر وسيلة للحفاظ على التراث وحمايته. ولقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها في المجال التعليمي، حيث قامت مجموعة من طلاب التاريخ في مدرسة فانكوفر آي تك الإعدادية الثانوية بإنشاء متحف افتراضي عن طريق مسح ثلاثي الأبعاد لأكثر من مئة قطعة أثرية.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
شهدت السنوات الأخيرة ازدهارًا في المشاريع البحثية التي تعتمد على تقنية المسح الضوئي لتوثيق وتحليل المواقع والآثار التاريخية، مما أدى إلى الحصول على نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة يمكن استخدامها في تحليلات متنوعة.
فتح الاقتران بين تقنيتي المسح الضوئي والطباعة ثلاثية الأبعاد آفاقًا جديدة في الحفاظ على التراث الثقافي، حيث يمكن الآن إنشاء نسخ طبق الأصل دقيقة من الآثار دون المساس بالأصل، مثل نموذج غرغول الذي تم رقمنته باستخدام ماسح ضوئي وتحويله إلى نسخة مادية باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد.
تتيح نماذج المتاحف والآثار الثلاثية الأبعاد الدراسة والتحليل الدقيق، كما توفر نسخًا احتياطية في حالة تلف الأصل.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
في عام 1999 شرع فريقان بحثيان مستقلان في مسح دقيق لتحف النحات مايكل أنجلو. فقد استخدم فريق من جامعة ستانفورد، بقيادة مارك ليفي، ماسحًا ثلاثي الأبعاد بالليزر من صنع شركة سايبروير خصيصًا لفحص تحف مايكل أنجلو في فلورنسا، ولا سيما تمثال داوود والأسرى والتماثيل الأربعة في كنيسة ميديشي. وقد أسفرت هذه المسوحات عن كثافة بيانات مرتفعة، بلغت عينة واحدة لكل ربع ملليمتر، بدقة تكفي لتبيّن آثار إزميل النحات الماهر. ونتج عن هذه المسوحات التفصيلية كم كبير من البيانات، قُدّر بحوالي 32 جيجا بايت، واستغرقت عملية معالجة هذه البيانات خمسة أشهر.
وفي نفس الفترة تقريبًا، قام فريق بحثي من شركة آي بي إم، بقيادة "إتش رشماير" و"إف برنارديني"، بمسح تمثال البييتا في فلورنسا، محصلًا على تفاصيل هندسية ولونية على حد سواء. وقد استُخدم النموذج الرقمي الناتج عن حملة المسح في عملية ترميم التمثال عام 2004.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
في عام 2002، قام ديفيد لوبكي وفريقه بمسح منزل مونتيسيلو، دار توماس جيفرسون، مُستخدمين ماسحًا ضوئيًا تجاريًا يعتمد على تقنية قياس زمن الرحلة، وهو ماسح دلتا سفير 3000. وقد دُمجت البيانات المستخلصة مع صور رقمية ملونة لإنشاء "مونتيسيلو الافتراضي" ومعرض "خزانة جيفرسون" في متحف نيو أورلينز للفنون في عام 2003.
في عام 2000، تم اقتناء أولى النماذج ثلاثية الأبعاد للألواح المسمارية في ألمانيا. وفي عام 2003، استخدم مشروع "حمورابي الرقمي" ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد بدقة بلغت 0.025 مـم (0.00098 بوصة) للحصول على ألواح مسمارية. وبدأ تطوير إطار عمل برنامج "جيجا ميش" لتسهيل تصور واستخراج الحروف المسمارية من النماذج ثلاثية الأبعاد،  عند استخدام جامعة هايدلبرغ لماسحات ضوئية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة في عام 2009، لمعالجة حوالي ألفي لوح رقمي ثلاثي الأبعاد من مجموعة هيلبريخت في بلدية ينا لإنشاء مجموعة بيانات معيارية مفتوحة المصدر،  ومجموعة معلقة،  من النماذج ثلاثية الأبعاد للألواح، واتيحت بموجب رخصة المشاع الإبداعي.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
في عام 2009 تمكن مشروع مسح ثلاثي الأبعاد نفذته مؤسسة "ساي أرك" في قبور كاسوبي التاريخية في أوغندا، وهي مدرجة ضمن قائمة التراث العالمي لمنظمة اليونسكو، من إنتاج نماذج معمارية دقيقة لمبنى موزيبو أزالا مبانغا الرئيسي، الذي يقع ضمن المجمع، وكذلك لقبر ملوك أوغندا (الكاباكا). وقد تم استخدام جهاز "ليكا إتش دي إس 4500" المتطور في هذا المسح الدقيق.
أجرى غابرييل غودي وزملاؤه مسح شامل للنموذج البلاستيكي لروما القديمة في عام 2005، وهو نموذج مصغر لروما أنتج في القرن الماضي. لم تتمكن كل من طريقة المثلثات وطريقة قياس زمن الرحلة من تحقيق المتطلبات المرجوة لهذا المشروع الضخم والمعقد، نظرًا لحجم النموذج الهائل وتفاصيله الدقيقة. وقد توصل الباحثون إلى أن ماسح الضوء المُعدل هو الأداة الأنسب لتلبية هذه المتطلبات، حيث يتميز بقدرته على مسح أجسام كبيرة مع الحفاظ على الدقة المطلوبة.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
يهدف مشروع "لقاءات ثلاثية الأبعاد" في متحف بتري لعلم الآثار المصرية إلى توظيف تقنية المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد لبناء مكتبة شاملة من صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للمقتنيات الأثرية. يسعى المشروع إلى تمكين إقامة معارض متنقلة رقمية لعرض المقتنيات المصرية الهشة، مما يتيح للجمهور فرصة استكشافها عن كثب دون الحاجة إلى نقلها.
كما درست هيئة التراث الإنجليزي تطبيق تقنية المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد على نطاق واسع للحصول على بيانات أثرية وحالة دقيقة للمقتنيات. وبالمثل، أنتج مركز الحفظ الوطني في ليفربول مسوحات ضوئية ثلاثية الأبعاد لعدد من القطع الأثرية والمواقع، بما في ذلك الكائنات المحمولة والمسوحات الموضعية للمواقع الأثرية.
مسح ثلاثي الأبعاد التطبيقات
يمثل مشروع مؤسسة سميثسونيان المُسمى "سميثسونيان إكس ثري دي" مثالًا بارزًا على تنوع التطبيقات الممكنة لتقنية المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد. يشمل هذا المشروع مسح مجموعة واسعة من الأشياء، بدءًا من الحشرات والزهور الصغيرة وصولًا إلى الأشياء بحجم الإنسان مثل بدلة طيران أميليا إيرهارت، وأشياء بحجم الغرف مثل قارب "غونبوت فيلادلفيا"، والمواقع التاريخية مثل ليانج بوا في إندونيسيا. ومن الجدير بالذكر أن البيانات الناتجة عن هذه المسوحات متاحة للجمهور مجانًا ويمكن تنزيلها بعدة صيغ.
تُستخدم ماسحاتُ الأبعاد الثلاثة في مجال تقويم العظام وطب الأسنان لالتقاط صور ثلاثية الأبعاد دقيقة للمريض، مما يُعِدُ بديلًا متطورًا للصبغات الجبسية التقليدية. وبعد ذلك، تستعين برامج التصميم والتصنيع بمساعدة الحاسوب بهذه الصور لتصميم وتصنيع الأطراف الصناعية والغرسات السنية بدقة متناهية. ولا يقتصر استخدام ماسحات الأبعاد الثلاثة على المجال الطبي فحسب، بل تمتد فائدتها لتشمل مجالات أخرى مثل التشريح والتعليم البيولوجي، حيث تُستخدم في إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للأعضاء والجثث، مما يسهل عملية الدراسة والتعلم. كما تلعب دورًا هامًا في مجال الجراحة، إذ تُستخدم في محاكاة الجراحات العصبية التعليمية.
يُعد التحويل الرقمي للأجسام المادية ركيزة أساسية في العديد من التطبيقات، لا سيما في ضمان الجودة الصناعية لقياس الأبعاد الهندسية. تُستغل بيانات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) في العمليات الآلية كالتجميع، إلا أن ضمان الجودة يتطلب درجة مماثلة من الأتمتة. فعلى سبيل المثال، في صناعة السيارات، تخضع الأجزاء المعدنية لفحوصات دقيقة للتأكد من تطابق أبعادها ووظائفها.
في العمليات الآلية، تُنقل القياسات إلى الآلات المصنعة للأجسام، وقد تختلف النتيجة عن النموذج الرقمي الأصلي بسبب تفاوتات التصنيع والتآكل. لذا تُحول الأجزاء المصنعة إلى نماذج رقمية باستخدام ماسحات ثلاثية الأبعاد لمقارنة البيانات مع النماذج الأولية.
تستخدم عملية مقارنة البيانات بنموذج رقمي لتحديد أنماط التآكل ودقة البناء وتحليل الفجوات. تشمل التقنيات المتبعة المسح بالليزر والضوء المهيكل والمسح باللمس، حيث يُعتبر الأخير الأكثر دقة ولكنه الأبطأ. تقدم تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد مزايا عديدة؛ كالتقاط التفاصيل بدقة عالية دون الحاجة إلى نقاط مرجعية أو طلاء، مع تغطية السطح بالكامل بسرعة ودون خطر التلف. تُظهر المخططات الرسومية الناتجة الانحرافات الهندسية بشكل واضح، مما يساعد في تحديد الأسباب المحتملة.
مسح ثلاثي الأبعاد إعادة بناء الكائن
بعد جمع البيانات، يجب إعادة بناء (وأحيانًا مُعالجة) البيانات المُكتسبة من الصّور أو أجهزة الاستشعار. إما في نفسِ البرنامج أو في بعض الحالات تُصدر البيانات الثلاثية الأبعاد إلى برنامج آخر لمزيد من التّحسين، أو إضافة بيانات إضافية. يُمكن أن تكون هذه البيانات الإضافية بيانات موقع جي بي إس. وبعد إعادة البناء، قد يتم تنفيذ البيانات مُباشرة في خريطة محلّية (GIS)، أو عالمية مثل جوجل إيرث أو "خرائط أبل".
مسح ثلاثي الأبعاد البرامج
تُستخدم العديد من حزم البرامج لاستيراد البيانات المُكتسبة من الصّور أو أجهزة الاستشعار. ومن هذه البرامج البارزة ما يلي:
طفرة الذكاء الاصطناعي
طفرة الذكاء الاصطناعي،  أو ربيع الذكاء الاصطناعي  هي فترة مستمرة من التقدم التكنولوجي السريع في مجال الذكاء الاصطناعي والتي بدأت في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين قبل أن تكتسب شهرة دولية في أوائل عشرينيات القرن الحادي والعشرين. وتشمل الأمثلة التنبؤ ببنية البروتينات الذي تقوده ديب مايند، بالإضافة إلى نماذج اللغة الكبيرة وتطبيقات الذكاء الاصطناعي التوليدي التي طورتها أوبن أيه آي.
طفرة الذكاء الاصطناعي التاريخ
في عام 2012 استخدم فريق بحث من جامعة تورنتو الشبكات العصبية الاصطناعية وتقنيات التعلم العميق لخفض معدل الخطأ إلى أقل من 25% لأول مرة خلال تحدي إيمجنت للتعرف على الكائنات في رؤية الكمبيوتر. حفز الحدث ازدهار الذكاء الاصطناعي في وقت لاحق من ذلك العقد، عندما أصبح العديد من خريجي تحدي إيمجنت قادةً في صناعة التكنولوجيا. في مارس 2016، تغلب ألفا غو على لي سيدول في منافسة من خمس مباريات، مما يمثل أول مرة يتغلب فيها برنامج كمبيوتر على محترف 9-dan بدون إعاقة. أدت هذه المباراة إلى زيادة كبيرة في الاهتمام العام بالذكاء الاصطناعي. بدأ سباق الذكاء الاصطناعي التوليدي بجدية في عام 2016 أو 2017 بعد تأسيس أوبن أيه آي والتطورات التي تم إحرازها سابقًا في وحدات معالجة الرسومات، وكمية بيانات التدريب وجودتها، والشبكات التوليدية المتنافسة، ونماذج الانتشار وبنى المحولات.
طفرة الذكاء الاصطناعي التاريخ
في عام 2018، أفاد مؤشر الذكاء الاصطناعي، وهو مبادرة من جامعة ستانفورد، عن انفجار عالمي في الجهود التجارية والبحثية في مجال الذكاء الاصطناعي. نشرت أوروبا أكبر عدد من الأوراق البحثية في هذا المجال في ذلك العام، تليها الصين وأمريكا الشمالية. أدت التكنولوجيات مثل ألفافولد إلى تنبؤات أكثر دقةً في طي البروتين وحسنت عملية تطوير الأدوية. بدأ الاقتصاديون والمشرعون في مناقشة التأثير المحتمل للذكاء الاصطناعي بشكل أكثر تواترًا. بحلول عام 2022، شهدت نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) زيادةً في الاستخدام في تطبيقات روبوت الدردشة؛ يمكن لنماذج توليد الصور من النص إنشاء صور تبدو وكأنها من صنع الإنسان؛  وكان برنامج توليف الكلام قادرًا على تكرار الكلام البشري بكفاءة.
طفرة الذكاء الاصطناعي التاريخ
وفقًا للمقاييس من عام 2017 إلى عام 2021، تتفوق الولايات المتحدة على بقية دول العالم من حيث تمويل رأس المال المخاطر، وعدد الشركات الناشئة، وبراءات الاختراع الممنوحة في مجال الذكاء الاصطناعي. يلعب العلماء الذين هاجروا إلى الولايات المتحدة دورًا كبيرًا في تطوير البلاد لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي. وتلقى العديد منهم تعليمهم في الصين، مما أثار جدلاً حول مخاوف الأمن القومي وسط تدهور العلاقات بين البلدين.
صور الخبراء تطوير الذكاء الاصطناعي على أنه منافسة على الميزة الاقتصادية والجغرافية السياسية بين الولايات المتحدة والصين. في عام 2021 حدد محلل في مجلس العلاقات الخارجية الطرق التي يمكن للولايات المتحدة من خلالها الحفاظ على مكانتها وسط التقدم الذي أحرزته الصين. في عام 2023 دعا محلل في مركز الدراسات الإستراتيجية والدولية الولايات المتحدة إلى استخدام هيمنتها في تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي لدفع سياستها الخارجية بدلاً من الاعتماد على الاتفاقيات التجارية.
طفرة الذكاء الاصطناعي التطورات
كانت هناك مقترحات لاستخدام الذّكاء الاصطناعيّ لتطوير أشكال جذرية من إطالة عمر الإنسان.
تُعتبر النتيجة التي حققها ألفافولد 2 في اختبار المسافة العالمية (GDT) في مسابقة التقدير التوقعي لبنية البروتين، والتي تجاوزت 90 نقطة، تعتبر إنجازًا كبيرًا في مجال علم الأحياء الحسابي،  وتمثل تقدمًا كبيرًا نحو تحقيق التحدي الكبير في علم الأحياء الذي استمر لعقود. وصف الفائز بجائزة نوبل وعالم الأحياء الهيكليّ فينكي راماكريشنان النتيجة بأنّها "تقدّم مذهل في مشكلة طيّ البروتين"،  مضيفًا أنّ "لقد حدث ذلك قبل عقود من تنبؤ العديد من الأشخاص في هذا المجال". من المتوقّع أنّ القدرة على التنبّؤ ببنية البروتين بدقّة استنادًا إلى تسلسل الأحماض الأمينية المكوّنة له ستسرّع من اكتشاف الأدوية وتتيح فهمًا أفضل للأمراض. ومضى إلى القول إنّ خوارزمية الذّكاء الاصطناعيّ يمكنها "التنبّؤ بشكل البروتينات في حدود عرض ذرّة".
طفرة الذكاء الاصطناعي التطورات
شهد مجال نماذج توليد الصور من النص تطورًا ملحوظًا مع إطلاق شركة أوبن أيه آي لنموذجها "دال-إي" في يناير 2021، والذي شكل نقطة تحول في هذا المجال. تبع ذلك إصدار النسخة المحسنة "دال-إي 2" في أبريل 2022، والتي أظهرت قدرات متقدمة في توليد صور واقعية ومعقدة. وفي نفس العام، شهدنا ظهور نماذج أخرى بارزة مثل "ميدجورني" في يوليو،  و"ستيبل ديفيوجن" في أغسطس، مما أثرى المشهد التنافسي في هذا المجال.
على غرار نماذج النص إلى الصورة الأخرى، يمكن لمنصات النص إلى فيديو المدعومة بنماذج اللغات إنشاء مقاطع فيديو من النص بالإضافة إلى المطالبات المرئية، ومن هذه المنصات "رن واي"، وسورا من شركة أوبن أيه آي،  و"DAMO - دامو"،  و"Make-A-Video - أصنع فيديو"،  و"Imagen Video - إيماجن فيديو"،  و"Phenaki - فيناكي".