SPARC (Surface Pattern Analyzer and Roughness Calculator) est l'appareil de mesure développé par l'entreprise In-situ GmbH, en collaboration avec l'Ecole supérieure des sciences appliquées de Rosenheim, qui optimise le principe de mesure 3D "Shape from Shading" (SfS). Il est exclusivement constitué de composants standards et dépourvu de parties mobiles, ce qui en fait un système particulièrement robuste.
Le principe de base SfS déjà connu est le suivant : une caméra placée verticalement au dessus de l'échantillon prend au minimum 3 images enregistrées successivement avec un éclairage provenant de trois directions différentes. Les coordonnées X et Y sont mesurées pour chacune des images puis associées à une coordonnée Z à l'aide de tables. Puis un algorithme nécessitant trois transformées de Fourier permet la génération de l'image 3D.
Avec SPARC, ce principe a été optimisé par l'équipe de Fraunhofer Vision de la façon suivante : - L'enregistrement multiple se fait de façon synchrone à l'aide de trois caméras. Des lampes monochromatiques éclairent simultanément l'échantillon avec une longueur d'onde d'environ 40 nm. Pour l'exploitation des rayons réfléchis, des miroirs semi-transparents diélectriques et des filtres sont placés au niveau des caméras; - L'algorithme permettant l'exploitation des résultats a été simplifié : deux transformées de Fourier remplacent les trois précédentes, ce qui augmente considérablement la vitesse d'exploitation; - De plus, la vitesse d'exploitation peut être encore augmentée à l'aide d'un ordinateur muni d'un processeur Dual-Core. Les deux transformées de Fourier sont traitées en parallèle : lorsque l'un des processeurs traite une transformée de Fourier inverse, l'autre traite déjà l'image suivante. De cette manière, dans le cas de fragments d'images, l'exploitation peut procéder en temps réel.
SPARC est adapté pour des mesures de surfaces tridimensionnelles continues en temps réel. Comme un seul enregistrement est fait avec un temps d'éclairage de 150 micro-s, des objets mobiles peuvent être analysés. La rapidité d'exploitation ouvre à des utilisations industrielles, par exemple, pour contrôler les procédés de fabrication de bosselages, gravures, cécogrammes, etc. L'image ci-dessous donne un exemple : on atteint une résolution d'environ 10 micro-m sur un champ visuel de 100 mm de longueur. L'analyse de textures (cuir, plastique, cartonnage), les mesures de rugosité, l'examen de surfaces de bois sont des application typiques. En fonction du champ visuel, la résolution peut atteindre 1micro-m.
L'alliance Fraunhofer Vision est l'association d'Instituts Fraunhofer de traitement d'image, d'inspection optique, de mesures 3D, de techniques de mesure par rayons X et de tests non destructifs.
