Software pro 3D skenování. Vytvoření pevného modelu

Při zahájení revize softwaru pro 3D modelování a navrhování je nutné nastínit dva globální úkoly, na jejichž řešení je zaměřen:

  • zpracování dat 3D skenování a modelování;
  • příprava modelů pro 3D tisk.

V tomto článku se podíváme na hlavní funkčnost a výhody softwarových produktů prezentovaných na ruském trhu společností iQB Technologies.

I. Software pro zpracování dat 3D skenování

Je důležité pochopit, že samotný proces skenování je pouze první fází práce, je to jednoduše shromažďování „surových“ informací. Abychom získali konečný výsledek, musíme naskenovaná data zpracovat pomocí specializovaného softwaru.

Účelem tohoto typu softwaru je vytvořit virtuální trojrozměrnou kopii fyzického objektu pro jeho následné použití v počítačově podporovaném navrhování, technologické přípravě výroby a v systémech inženýrské analýzy (CAD/CAM/CAE).

Po dokončení skenování jsou přijatá data zpracována v softwarových produktech. 3D skenery reprezentují data jako mračno bodů a moderní modely reprezentují data jako polygonální modely (body, které jsou spojeny dohromady pomocí triangulace). Pomocí softwaru můžete odstranit chyby v naskenovaném modelu, vytvořit sadu povrchů NURBS, navrhnout plnohodnotné parametrické modely těles, analyzovat možné změny a chyby, provádět výzkum, srovnávací analýzu a řídit velikost a kvalitu fyzického objektu. .

Výsledky 3D skenování a vytvoření CAD modelu v softwaru Geomagic Design X

3D skenování a tedy zpracování přijatých dat řeší následující problémy:

  • kontrola geometrie (včetně geometrické kontroly během provozu pro měření opotřebení, vstupní a výstupní kontrola výrobků);
  • reverzní inženýrství (obnovení a/nebo optimalizace tvaru objektu, reverzní inženýrství a konstrukce CAD modelu);
  • pro rekonstrukci nebo sanaci budov, staveb, objektů;
  • kontrola sběru;
  • vytváření digitálních archivů.

Ve výrobě se 3D skenování používá především pro reverzní inženýrství a kontrolu geometrie.

  • dostupnost makro skriptů pro automatizaci procesů;
  • nejjednodušší způsob, jak uložit a převést texturu a povrchovou texturu, včetně mapy textur;
  • inovativní schopnost převádět zvlněné povrchy na ploché pro jejich měření, modelování textury a textury, vytváření 2D skic;
  • jednoduchý a rychlý způsob, jak vytvořit 3D model pro tisk z oblasti bodů;
  • Podporuje všechny XYZ/ASCII 3D digitizéry, fotoaparáty a skenery a zpracovává uspořádaná i neuspořádaná povrchová a objemová data.

Geomagic Control X: výkonný software pro kontrolu geometrie

Flexibilní softwarový produkt pro identifikaci a řešení problémů kontroly kvality, který nabízí bohaté a intuitivní nástroje pro měření, správu a analýzu.

Bezprostředním úkolem softwaru je porovnat data z provozního produktu s referenčním modelem a sestavit komplexní zprávy ve vhodném formátu. Proces hlášení lze automatizovat a výsledná data lze snadno vyměňovat se všemi účastníky projektu. Control X může výrazně zlepšit výkon závodu při provádění kontroly kvality produktu.

Ovládací prvek X je:

  • schopnost porovnávat získaná data jak s normou, tak s jinými daty;
  • kontrola a analýza přijatých informací v porovnání se standardními a jinými daty;
  • přizpůsobitelné reporty ke stažení se schopností automatizovat kontrolu;
  • podpora dat získaných nejen pomocí 3D skenování, ale i jinými způsoby;
  • podpora velkého množství formátů, která umožňuje kontrolovat a analyzovat data z různých zdrojů;
  • intuitivní rozhraní.

Geomagic Design X: nové možnosti pro práci v CAD

Nejkomplexnější dostupný software pro reverzní inženýrství, od 3D skenovaných dat až po tvorbu CAD modelů těles.

  • schopnost vytvořit strom pro konstrukci CAD dílu v nejběžnějších mezinárodních CAD systémech;
  • obnovení historie konstrukce součásti CAD v nejpokročilejších CAD systémech;
  • rychlá rekonstrukce modelů z naskenovaných dat;
  • různé nástroje a algoritmy pro zpracování dat.

Geomagic for SolidWorks: rychlá cesta od fyzického objektu k pracovnímu prostředí CAD

Další softwarové řešení pro reverzní inženýrství s širokou škálou funkcí. Jedná se o sadu softwarových nástrojů, která poskytuje pokročilé možnosti pro použití mračen bodů a polygonů v procesu návrhu. Jedná se o plugin, který je kompatibilní s oblíbenými modely 3D skenerů a podporuje import standardních bodových a polygonových formátů souborů.

Geomagic pro SolidWorks je:

  • vysokorychlostní automatizované zpracování mračna bodů;
  • výkonné nástroje pro zarovnání;
  • automatická povrchová úprava;
  • tvorba příčných řezů sítí;
  • 3D srovnání s analýzou odchylek vstupní úrovně;
  • kontrola odchylek ve všech fázích návrhu;
  • tvorba vysoce kvalitních pevných modelů;
  • integrace s průmyslovými 3D skenery pro přímý provoz mezi skenery a SolidWorks, včetně FARO, Hexagon, Nikon, Vialux a Capture od 3D Systems;
  • přátelské, intuitivní rozhraní.

3D skenery Creaform: vše je již zahrnuto

Na rozdíl od jiných výrobců 3D skenerů dodává svá zařízení s plně integrovaným softwarem VXelements a moduly VXModel a VXInspect lze zakoupit samostatně.

  1. VXelements– univerzální platforma, která spojuje všechny základní prvky a nástroje v uživatelsky přívětivém, jednoduchém a optimalizovaném pracovním prostředí.
  2. Model VX– Software pro reverzní inženýrství. Převádí data 3D skenování pro použití ve všech běžných CAD nebo .
  3. VXinspect– software pro kontrolu kvality.

II. Software pro přípravu modelů pro 3D tisk

Materialize Magics: 3D modelování založené na datech CAD a 3D skenování

Univerzální řešení nabízí společnost, která vyvinula softwarový produkt speciálně pro profesionály v aditivní výrobě Kouzla. Umožňuje rychle a přesně vytvářet jednotlivé vrstvy součástí na základě 3D CAD dat nebo dat 3D skenování. Magics poskytuje celý cyklus – od importu dat (ve formátech STL a dalších) a analýzy kvality až po podporu tvorby, přípravy platformy a následného zpracování.

Výhody softwaru Materialise Magics:

  • rychlost, optimalizace a vysoká spolehlivost všech procesů;
  • soubor praktických a efektivních řešení pro přípravu platforem, budování podpory pro použití jakékoli;
  • Široká funkčnost pro úpravy modelů (přidávání log, textur, obrázků);
  • schopnost provádět složité řezy (například se zabudovanými spojovacími kolíky), booleovské operace atd.;
  • přítomnost rozsáhlé knihovny pro téměř všechny modely zařízení s předepsanými a přizpůsobitelnými parametry;
  • analýza a korekce modelů (rychlá korekce, příprava a optimalizace polygonální sítě s co nejlepším zachováním textury, barvy a kvality, analýza možných problémů);
  • široká škála nástrojů pro provádění obchodních procesů aditivní výroby;
  • intuitivní, snadno přizpůsobitelné rozhraní s technickou podporou od vývojáře v ruštině.

Co je součástí Magics

  1. Základní modul RP. Disponuje širokou škálou speciálních funkcí pro úpravu modelů a pracuje s velkým množstvím importovaných formátů souborů. Rychle, přesně a geometricky opravuje chyby ve stažených souborech. Zachová původní barvu, textury a textury objektů po „vytvrzení“ stažených souborů v závislosti na nastavení. Pohodlně konfiguruje procesy ve všech fázích přípravy k tisku.
  2. 12 přídavných modulů vykonávat konkrétní funkce. Například Magics Import Module umožňuje importovat mnoho různých formátů; Modul Magics Structures Module umožňuje navrhovat a tisknout buněčné struktury a vrstvy; Magics Slice Module se používá k přenosu objektů na úrovni vrstev dílů ve formátech CLI, F&S, SLC, SSL; Modul podpory objemu a modul podpory stromu jsou sady podpor a tak dále.
  3. Samostatný základní modul 3-matic určený pro modelování dílů ve formátu STL (standardní triangulace). Umožňuje provádět topologickou optimalizaci na úrovni mikrostruktury, včetně použití mnoha CAE programů.

Každý 3D skener na trhu generuje za provozu miliony matematických čar, souřadnic a dat, kterým člověk bez speciálního softwaru neporozumí. Program vykonává velmi složité množství práce: přijímá data ze skeneru, zpracovává je, opravuje a modernizuje a převádí je do vhodného formátu pro výstup. Při pořizování 3D skeneru proto ihned myslete na pořízení balíčku vhodného softwaru. Celý katalog najdete na stránce https://cybercom.ru/catalog/3d-software/.

Pomoc se skenováním

Počáteční nastavení skeneru, nastavení základních parametrů, příjem primárních dat a jejich jednoduché zpracování – to provádějí prvokolové programy. Artec Studio je v tomto ohledu považováno za lídra. Komplex je oblíbený mezi začátečníky, protože má jednoduché a intuitivní rozhraní. Má však širokou funkčnost, která stačí pro práci s jakýmkoli zařízením.

Zpracování výsledků

Máte tedy primární 3D sken objektu, se kterým ještě není možné pracovat. Nejprve je potřeba to zpracovat. K tomu slouží programy druhého kola, které převádějí nezpracovaná data na upravitelné modely. Taková řešení navrhuje společnost 3D Systems. Má několik zajímavých exemplářů:

  • Geomagic Design X. Program vytváří parametrické CAD modely, které převádějí výsledné skeny během několika sekund. CAD modelování se dostává na novou úroveň.
  • Geomagic pro SOLIDWORKS. Komplex převede naskenovaný objekt na polovodičový digitální prototyp pro následnou práci v prostředí SolidWorks.
  • Geomagic Wrap. Představené nejjednodušší a nejlevnější řešení. Dobře se hodí pro ty, kteří nepotřebují řešit složité výrobní problémy.

Příprava k tisku

Skenery dnes neodmyslitelně patří k 3D tiskárnám. První zachycují fyzikální vlastnosti objektů, zatímco druhé přinášejí vylepšené modely a prototypy do reality. Ale pro své normální fungování potřebují výkonný softwarový balík. Pozornost si zaslouží následující:

  • Magics RP. Univerzální program, který pracuje s formátem STL. Pomůže vám připravit obrobek k tisku, odstranit chyby a navrhnout nejlepší řešení.
  • Mimika. Specializovaný balíček, který našel uplatnění v medicíně. Pomáhá zpracovávat data z MRI, CT a dalších lékařských přístrojů. Vytváří vysoce přesné modely lidského těla pro další přenos ošetřujícímu lékaři.

Cybercom nabízí dozvědět se více o technologiích 3D skenování, moderních 3D tiskárnách a souvisejícím softwaru. Informace jsou k dispozici na oficiálních stránkách

profesionální nástroj pro vytváření trojrozměrných modelů

Když mám po ruce 3D tiskárnu, opravdu si na ní chci zopakovat nějaký objekt – ne jeden z těch, jejichž modely v různých formátech lze stáhnout na internetu, ale můj vlastní. Může se jednat o součást zařízení, kterou není možné zakoupit za účelem opravy, nebo oblíbenou dětskou hračku nebo jiný předmět, jehož konstrukce 3D softwarového modelu je buď obtížná nebo nemožná (včetně toho, že takové modelování vyžaduje drahé programy, a schopnost s nimi pracovat).

Majitel 3D tiskárny proto velmi brzy začne uvažovat o 3D skeneru. Skenování za účelem následného tisku objemových kopií je však pouze jednou z mnoha možných aplikací 3D skenerů, z pohledu soukromých nadšenců 3D tisku s jejich relativně levnými tiskárnami nejzřetelnější, ale zdaleka ne nejdůležitější a v poptávka. Častěji se bavíme o docela profesionálních a komerčních úkolech, od těch nejjednodušších, jako je mezi pokročilou veřejností velmi populární tvorba 3D portrétů lidí, na kterých se vydělávají slušné peníze, až po vytváření obrázků. unikátních muzejních exponátů, interiérů prostor, ploch zemského povrchu pro archeologické a paleontologické vykopávky 3D skener může najít uplatnění v medicíně, výrobě oděvů a obuvi, architektuře, bezpečnostních systémech a mnoha dalších oblastech lidské činnosti, které nebudeme vyjmenovávat, protože zpráv o tom je na internetu již dost.

Mezi skenerem a tiskárnou nebo zařízením pro zobrazení výsledného skenu samozřejmě musí být nějaký software – například monitor, stejně jako se to děje u skenování „na papír“. Pravda, již v předchozích recenzích jsme zjistili, že podpora nejen 3D skenerů, ale dokonce i 3D tiskáren má k integraci do operačních systémů ještě velmi daleko, takže v této fázi výrobci 3D skenerů obvykle vyvíjejí i software pro skenování a převod skenů do 3D modelů vhodných pro následné použití.

Seznámení s takovými produkty začneme u společnosti (ve slově „Artek“ je kladen důraz na druhou slabiku), která byla založena v roce 2007 a která nyní vyvinula a sériově vyrábí řadu kompaktních, ale zcela profesionálních skenerů se softwarem, který používá vlastní algoritmy zpracování. Společnost je mezinárodní, ale s potěšením konstatujeme, že jedno z vývojových a výrobních center se nachází v Moskvě.

Stejně jako mnoho jiných výrobců 3D zařízení nejsou produkty společnosti dosud určeny pro masového uživatele, především kvůli ceně, ačkoli skenery Artec jsou znatelně, někdy 2-3krát, levnější než funkční analogy se srovnatelnými vlastnostmi. Samozřejmě zde bude vše záviset na poptávce: společnost nezůstane v rámci vývoje a výroby produktů pro profesionály se značnými finančními prostředky, ale jakmile se objeví příležitosti, nebude ignorovat spotřebitele s omezeným rozpočtem.

Vzhledem k tomu, že téma je poměrně rozsáhlé, nejprve se seznámíme s programem Artec Studio, který umožňuje rychle vytvářet trojrozměrné modely různých objektů pomocí jednoho nebo několika modelů skenerů Artec nebo senzorů některých jiných výrobců. Zajišťuje nejen kontrolu skenování, ale i zpracování přijatých dat, ale i optimalizaci sítě a další operace nutné k vytvoření kvalitního 3D modelu, který lze odeslat na tiskárnu nebo stroj, importovat do 3D modelovacích programů nebo použít v jakýchkoli jiných účelech.

Instalace

Než začnete, měli byste si na webu vytvořit účet, který vám pomůže s online registrací softwaru a zjednoduší přístup k distribučním sadám a některým informačním materiálům. Tento účet bude platný pro všechny weby a služby Artec, včetně zdroje sdílení 3D modelů.

V případě, že počítač není z bezpečnostních důvodů připojen k internetu, je možná i offline aktivace. Je pravda, že stále budete potřebovat účet a počítač s přístupem na internet: na něm se vytvoří speciální soubor, který bude nutné přenést do počítače s Artec Studio pomocí flash disku nebo jiného média.

Licence je vázána na konkrétní konfiguraci počítače a jakýkoli upgrade hardwaru, včetně výměny pevného disku, povede ke ztrátě aktivace softwaru. Ve skutečnosti na tom není nic špatného: pokud je plánována změna konfigurace, můžete licenci deaktivovat sami a po upgradu ji znovu aktivovat. Jediné, co v takových případech není příliš pohodlné, je to, že deaktivace znamená i odinstalaci samotného programu. V případě offline aktivace nelze licenci deaktivovat.


Pokud byla výměna počítačových komponent způsobena poruchou nebo jste jednoduše zapomněli deaktivovat, můžete licenci obnovit pomocí služby podpory společnosti. V pokynech je uvedeno, že počet deaktivací a následných aktivací může být omezen, ale byli jsme ujištěni, že ve skutečnosti tomu tak není: pokud to nefunguje online, můžete pomocí služby podpory vždy aktivaci obnovit.

Nainstalovaný program Artec Installation Center (AIC) pomůže objasnit, kolik licencí je dostupných a již bylo aktivováno, zobrazí seznam nainstalovaných skenerů Artec a pomůže je aktivovat a kliknutím pravým tlačítkem myši na řádek s názvem programu zobrazíte údaje které mohou být vyžadovány při kontaktování technické podpory. AIC bude sledovat dostupnost nových verzí softwaru a pomůže s aktualizací aplikací.

Při instalaci softwaru jsou také nainstalovány uživatelské příručky v angličtině a ruštině - soubory PDF Manual-9.2.0-RU a Manual-9.2.0-EN. Navzdory různým jménům jsme nainstalovali přesně stejné soubory v angličtině, ale je to dočasný jev: překlad do ruštiny se objevil poměrně nedávno a neměli čas jej zahrnout do distribuce. V době, kdy jsme s programem začali pracovat, jsme na oficiálních stránkách také nemohli najít manuál v ruštině, ale odkaz na něj byl stále nalezen v našem osobním účtu a v nejbližší době by měl být zařazen do distribuce .


Kromě Artec Studia existuje také Artec SDK - sada algoritmů, dokumentace a příkladů, tedy konstruktor, se kterým si každý uživatel, který má skener Artec (zařízení jiných výrobců nejsou podporována) a Visual Studio může postavit svůj vlastní aplikaci nebo plugin. Jedním z příkladů použití SDK je integrace skenerů Artec se softwarem Autodesk Memento.

Artec SDK je v současné době distribuován ve verzi beta a lze jej tedy nainstalovat na libovolný počet počítačů bez omezení a AIC jej zobrazí jako „Není nainstalováno“. Pokud se nechystáte vytvářet vlastní programy nebo pluginy, které podporují skenery Artec, nemusíte toto SDK instalovat.


Něco málo o službě technické podpory Artec: stačí napsat dopis [e-mail chráněný] a uvést podstatu problému v jakékoli formě, v ruštině. Odezva je garantována do 24 hodin, o víkendech to může být o něco déle, ale i o víkendu se servisní technici snaží nenechávat zákazníky bez dozoru. A to není jen prohlášení: naše komunikace s technickou podporou společnosti byla rychlá a plodná.

Požadavky na počítač

K instalaci softwaru budete potřebovat počítač s operačním systémem Windows 7 nebo 8 v jakékoli verzi, ne nutně Professional. Musíme ale vzít v úvahu, že aktuální verzi Artec Studio 9.2 lze nainstalovat pouze na 64bitový OS a předchozí verze fungovaly i na 32bitových.

Neexistuje žádná speciální verze pro Mac OS, ale můžete spustit software Artec na Macbookech, kde je Windows nainstalován přes BootCamp nebo virtuální stroj. Je třeba vzít v úvahu, že v případě virtuálního počítače se některé funkce grafických karet stanou nedostupnými.

Existují také určité požadavky na konfiguraci počítače, některé z nich mají poradní charakter, ale existují také povinné: grafická karta musí být určitě NVidia nebo ATI s video procesory Intel nebo FirePro M6100 FireGL V, program se spustí, ale řada funkcí nebude k dispozici, jak je uvedeno při každém spuštění bude připomínat varování:


Navíc nejoptimálnější budou grafické karty NVidia GeForce řady 400 a vyšší s alespoň 1 GB paměti. Karty Quadro je vhodné používat pouze v případech, kdy plánujete používat stereo režim (a mít odpovídající displej), jinak bude GeForce lepší volbou.

A s ovladači jsou možné i možnosti: například s ovladačem Microsoft pro naši kartu GeForce bylo spuštění Artec Studia doprovázeno varováním uvedeným výše a až když jsme nainstalovali nejnovější ovladač od NVidie, přestalo se zobrazovat. Při změně ovladače není deaktivace nutná.

Mezi méně kritické požadavky uvádíme následující: Doporučují se procesory Intel Core i5 nebo i7, alespoň 8 gigabajtů RAM (nejlépe 12 a více), alespoň 300 MB volného místa na pevném disku (vhodné je použít SSD pro zlepšení výkonu) a samozřejmě volný port USB 2.0 pro připojení skeneru - a konkrétně 2.0: správná funkce s USB 3.0 aktuálně není zaručena a v každém případě je žádoucí, aby byl k tomuto USB řadiči připojen pouze skener . Výkon se sníží při použití procesorů Intel Xeon a AMD a také grafických karet v konfiguraci SLI.

K testování jsme použili počítač konfigurovaný s Intel i5-4570S 2,90 GHz / 8 GB, který není nejvýkonnější. A použité úložiště byl HDD, ne SSD. Testovali jsme grafické karty NVidia GeForce: 8800GTX (768 MB) a GTX 980 (4 GB).

Použití skenerů a senzorů

Plné možnosti Artec Studia budou odhaleny společně se skenery Artec, nicméně lze použít i zařízení od výrobců třetích stran - Microsoft Kinect, Asus Xtion, PrimeSense Carmine, ty se však nebudou zobrazovat v AIC a pracovat s budete muset nainstalovat ovladače od výrobce. Podpora pro Kinect 2, kterou Microsoft vydal v roce 2014, je pro Artec Studio plánována na rok 2015; aktuální verze tento nový senzor nepodporuje.

Seznámení s Artec Studiem jsme zahájili pomocí senzoru Microsoft Kinect, pro který jsme si museli stáhnout a nainstalovat Kinect SDK (v.1.6, dostupná na webu Microsoftu). Nutno říci, že Kinect není skener, ale levný senzor používaný v herních konzolích Xbox; měli jsme Xbox 360 Kinect. Jeho skenovací schopnosti jsou extrémně omezené, dokáže pracovat pouze s dosti velkými předměty, srovnatelnými s velikostí lidské postavy, a nejenže nepřenáší drobné detaily, ale vytváří obecný obrys, byť rozpoznatelný. Rozdíly jsou jasně vidět na obrázku: žlutá postava byla získána pomocí Kinectu a zelená byla získána pomocí skeneru Artec.


Zjistili jsme však, že Kinect je pro první seznámení se softwarem Artec docela vhodný. Jeho hlavní (a možná jedinou) výhodou je jeho mnohem nižší cena ve srovnání s těmi nejlevnějšími profesionálními 3D skenery, jako je Artec Eva Lite.

Artec Studio také podporuje práci s více skenery, ale je důležité, aby každý z nich byl připojen k vlastnímu řadiči USB 2.0. Pokud váš počítač nemá požadovaný počet řadičů, můžete nainstalovat další rozšiřující karty PCI-Express USB 2.0.

Kinect jsme také připojili k portu USB 3.0, nebyly zaznamenány žádné rozdíly, pozitivní ani negativní, a přítomnost myši na stejném řadiči USB (2.0 nebo 3.0) také nenarušovala činnost skeneru. To ale vůbec neznamená, že není nutné naslouchat přáním výrobce ohledně USB připojení, tím spíše, že totéž říkají i ostatní výrobci 3D skenerů nebo senzorů a softwaru pro ně.

Po instalaci skeneru (připojení vlastního napájení do zásuvky 220 V a USB kabelu do odpovídajícího portu počítače) se automaticky objeví v programu Artec Studio: „Soubor - Nastavení - Průzkum“. Pravda, u skenerů Artec se nezobrazuje vlastní název skeneru, ale jeho typ podle oblasti pokrytí:

  • L: velké předměty - osoba plné délky a srovnatelné předměty,
  • S: jednotlivé části lidské postavy (hlava, ruka) a předměty podobné velikosti,
  • M: malé předměty, jako je tužka nebo klíč, stejně jako jednotlivé části velkých předmětů,
  • Spider: Stejné jako S, ale se zvýšenou přesností.

Nutno podotknout, že právě zobrazovaný typ zařízení určuje nastavení skenování a zpracování a výše uvedený seznam vůbec neznamená, že např. skener Artec Spider neumí pracovat s předměty o velikosti metru.

Zařízení jiných výrobců jsou zde označována jako „3D snímač třetí strany“. Přítomna budou i vlastní jména – například v dialogovém okně Průzkum.


Podle toho se automaticky zvolí nastavení algoritmu. Pro fotografování pomocí zvoleného skeneru můžete použít standardní nastavení, ale je možné je nastavit i ručně.

Struktura okna programu

Okno Artec Studio má vzhled docela známý editorům 2D obrázků: jeho střední část zabírá 3D pohled na skenovaný objekt (pro nás to byla obyčejná kancelářská židle), vlevo a nahoře jsou panely nástrojů a režimy, na vpravo je pracovní oblast, ve které se načítají data do programu (skeny, výsledky jejich zpracování atd.), dole je okno protokolu, kde se zobrazuje seznam provedených příkazů a doplňkové zprávy (s časovou specifikací) . Můžete změnit poměr mezi velikostmi 3D pohledu, pracovní plochy a okna historie a nastavit styl zobrazení, který vyhovuje akcím, které právě provádíte.

Při práci s 3D pohledem lze pracovní oblast a okno deníku zcela skrýt.


Poznámka: okno 3D pohledu neukazuje hotový model, ale jeden nezpracovaný sken,
proto je obraz tak rozmazaný


Když vyberete provozní režim pomocí tlačítek na levém panelu, zobrazí se další panel nástrojů odpovídající zvolenému režimu. Jeho šířku lze také v určitých mezích měnit, aby byla zachována optimální velikost okna 3D pohledu.


V horní části okna 3D pohledu se ve všech režimech kromě fotografování objeví další malý panel pro rychlý přístup k nástrojům, jejichž složení závisí na zvoleném režimu.


Úplně dole v okně programu je stavový řádek, který zobrazuje informace o využití paměti RAM a průběhu aktuální operace.


V pracovní oblasti okna se zobrazuje aktuální projekt - seznam skenů v něm obsažených a výsledky jejich zpracování. Poklepáním na řádek s konkrétním skenem se zobrazí seznam všech snímků v něm obsažených, které lze prohlížet jednotlivě nebo povolit režim přehrávání (rychlé sekvenční zobrazení). Snímky lze upravovat nebo mazat – například pokud člověk při skenování své postavy udělal nějaký pohyb; Řada takových snímků v seznamu je označena slovem „Chyba“ ve sloupci „Kvalita“.


Takové neúspěšné snímky lze také přenést do jiného skenování, aby mohly být přepočítány a opraveny samostatně pomocí algoritmů Artec Studio.

Než přejdeme ke skenování, musíme si něco málo říct o tom, jak se získává obraz modelu pomocí 3D skeneru.

Sekvenování

Nejprve několik slov o algoritmech pro výpočet polohy skeneru vzhledem k objektu nebo scéně. Protože existují různé principy registrace (kontaktní a bezkontaktní, aktivní a pasivní), vezměme si jako příklad stejný Kinect.

Obsahuje dvě kamery. První je infračervený dálkoměr; vestavěný projektor ozařuje objekt infračervenými paprsky, jejichž odrazy jsou vnímány kamerou na bázi CMOS snímače a tvoří informaci o geometrickém tvaru. Druhým je jakási webová kamera s rozlišením 640×480 pixelů, snímající barevně povrchovou texturu předmětu.

Má smysl používat informace o geometrii a texturách společně pro zlepšení přesnosti registrace naskenovaných povrchů. Je pravda, že to prodlouží dobu zpracování nebo bude vyžadovat zvýšený výpočetní výkon počítače.

Pokud je tedy tvar objektu značně složitý a neobsahuje velké části s plochým, kulovým nebo válcovým tvarem, pak lze pro registraci použít pouze dálkoměr. Navíc ne všechny skenery mají texturovou kameru.

Pokud však předmět nemá barevnou texturu (například je namalován rovnoměrně) a jeho tvar je velmi hladký (téměř válcový nebo kulovitý), a zejména pokud je velmi velký, musíte použít značky - speciální ikony umístěné lepidlem nebo magnety na povrchu předmětu nebo na okolní předměty.

Při používání určitých typů skenerů navíc mohou nastat problémy kvůli vlastnostem některých objektů. Metody optického skenování se tedy špatně hodí pro průhledné nebo černé předměty obsahující lesklé nebo odlesky. A skenery s nízkým rozlišením nejsou schopny přenášet malé detaily - například vlasy atd.

Proto je někdy třeba předmět předem připravit – v závislosti na jeho vlastnostech buď nanést značky na samotný předmět nebo na okolní předměty, nebo zakrýt černé, průhledné nebo lesklé oblasti nějakou snadno odstranitelnou látkou, jako je mastek. A samozřejmě zvolit nejvhodnější skener: například Kinect se absolutně nehodí pro malé předměty a pro přenos malých detailů.

Připravený objekt se naskenuje a zaznamená se sekvence snímků. Poté musíte odstranit vše nepotřebné: stojan (stůl nebo podlahu) a okolní předměty nebo jejich části zachycené v objektivu. Některé záběry se mohou ukázat jako neúspěšné – například ruka operátora držící skener se chvěla; lze je odstranit nebo přesunout do samostatných skenů. Samozřejmě, že takové akce by měly být ve skenovacím programu zajištěny.

Často je nemožné nebo obtížné skenovat celý objekt najednou, takže je velmi žádoucí, aby vám program umožnil provést několik relací a následně výsledné dílčí kontroly kombinovat. V takových případech proces přidává krok jejich sestavení a případně optimalizaci snímků ve všech skenech pro jejich následné zpracování (v Artec Studiu se tomu říká globální registrace). V tomto případě mohou být objeveny některé další prvky, které nesouvisejí s kontrolovaným objektem a nebyly odstraněny v předchozí fázi, poté je přidána další editační relace.

Ale výsledné skeny obsahují mnoho povrchů a my potřebujeme takový, který popisuje celý náš vzorek. Dalším krokem je tedy lepení, jehož výsledky mohou opět vyžadovat úpravu.

Výsledný model může být zbytečně složitý a soubor bude při ukládání nadměrně velký. To znamená, že může být zapotřebí optimalizace, aby se snížil počet polygonů, aniž by se znatelně zhoršila geometrie modelu.

Poslední fází je aplikace barevné textury, pokud byla samozřejmě vyfocena a je určena k uložení do souboru.

Toto je obecný algoritmus; Nyní se můžete podívat, jak je implementován v Artec Studiu.

Režim skenování

Tento režim se aktivuje stisknutím tlačítka „Shooting“ - pouze režim, ale ne samotné skenování.

V nastavení si můžete vybrat způsob umístění: geometrie + textura, pouze geometrie a podle značek. Pravda, pro senzory třetích stran, jako je Kinect, jsou k dispozici pouze dva (snímek obrazovky vpravo).


Je také možné nastavit některé parametry, jejichž sada se může u různých modelů skenerů Artec a snímačů třetích stran mírně lišit.


Například Jas textury, Citlivost a Blesk vypnutý nebudou k dispozici při práci s Kinectem.

Skenery Artec snímají povrchy s frekvencí až 15–16 snímků za sekundu u snímačů typu Kinect můžete nastavit dvojnásobek této hodnoty, ale to nedává moc smysl: nenatáčíme film s rychle se pohybujícími objekty; , ale plynulým pohybem skeneru kolem stacionárního vzorku (nebo naopak: vzorek pomalu otáčíme v „zorném poli“ skeneru) a potřebujeme pouze sousední rámečky, aby měly oblasti s dostatečnou mírou překrytí pro následné zarovnání . Pokud je rychlost pohybu vysoká, objeví se odpovídající varování, které může být doprovázeno zvukovým signálem.


Nadměrné zvýšení snímkové frekvence tedy povede pouze ke zbytečnému „nabobtnání“ skenovaného objemu vyjádřeného v megabajtech a prodlouží dobu jeho zpracování. Zde je obtížné poskytnout nějaké kvantitativní odhady: vše bude záviset na parametrech počítače, na kterém je program nainstalován.

Dalším důležitým parametrem je pracovní plocha, která je určena blízkými a vzdálenými hranicemi. Především jsou určeny technickými vlastnostmi samotného skeneru nebo senzoru, i když v určitých mezích je lze předefinovat, což obětuje přesnost: „Nastavení - Střelba“.


Pro konkrétní objekt je lepší specifikovat pracovní oblast tak, aby jednak do „zorného pole spadlo minimum cizích předmětů“ a jednak nebyly oříznuty některé části snímaného objektu vypnuto.

Pro nastavení pracovní plochy je k dispozici celkem vizuální nástroj - dálkoměr, sada histogramů na levé straně 3D okna, zobrazující rozložení bodů výsledných ploch podle vzdálenosti ke skeneru.


Během procesu skenování plní další funkci: jejich barva označuje stav procesu registrace. Například v případě poruchy se histogram změní na červenou.

Pracovní oblast je lepší určit předem, v režimu náhledu, i když ji lze upravit během skenování.

Pokud zvolíte režim slučování v reálném čase, budou se rámečky spojovat přímo při skenování, po jehož dokončení obdržíme „slepený“ model. Zdá se, že je to jediný způsob, jak to udělat, aby se zabránilo zbytečným krokům při zpracování, ale lepení provádí grafický procesor a jeho schopnosti jsou určeny výkonem grafické karty a množstvím paměti RAM, která je na ní k dispozici. . Pro optimalizaci zdrojů můžete využít stávající nastavení („Settings - Resources“), které nastavuje rovnováhu mezi rozlišením (velikost voxelu, tedy triangulační mesh krok) a skenovací plochou (ve formě velikosti strany krychle).


Skener je potřeba posouvat kolem nebo podél objektu (malé předměty lze umístit na otočnou základnu) a velmi užitečné může být tlačítko Start/Pauza na těle skeneru, které Kinect nemá. Do jisté míry jej lze nahradit zpožděním spuštění nahrávání, které lze nastavit v rozmezí 1...100 sekund, 0 odpovídá okamžitému spuštění nahrávání po stisknutí příslušného tlačítka v okně programu. Pravda, čas zbývající do startu se nijak nezobrazuje a že nahrávání již začalo, poznáte pouze podle barevných rámečků na snímku v okně 3D náhledu.

Po opuštění režimu „Shooting“ se pořízené skeny spojí – přesná registrace (při fotografování se provádí i hrubá registrace, abyste mohli sledovat výsledky skenování). To může chvíli trvat, takže se nepokoušejte okamžitě podniknout nějakou akci a sledujte zprávy ve stavovém řádku. V důsledku některých úprav může být vyžadována další přesná registrace, poté ji můžete spustit sami z panelu Příkazy.

V souladu s výše popsaným algoritmem můžete přistoupit k úpravám.

Prohlížení a úpravy modelů

Ovládání pozice pozorování v okně 3D pohledu se provádí pomocí myši a je velmi rychle zvládnuté. Přibližování a oddalování se ovládá kolečkem myši (postupně) nebo jeho pohyby se stisknutým pravým tlačítkem (plynule), při stisku levého tlačítka se pozorovací bod pohybuje kolem středu určeného dvojitým kliknutím, a pokud obě myši jsou stisknuta tlačítka, jeho pohyb posouvá objekt po okně.

Pro co nejpohodlnější zobrazení můžete nastavit a vybrat hodně: typ projekce - perspektivní nebo ortogonální, bod pohledu - vlevo, vpravo, nahoře atd., režimy vykreslování, stínování, osvětlení, barevné zobrazení, textura a také vnitřní povrchy . Existuje dokonce nástroj pro ukládání snímků obrazovky 3D okna.

Obecně je škála nástrojů, které poskytují snadné prohlížení, poměrně široká, ale to vše jsou pouze pomocné mechanismy pro to hlavní: úpravy. Přesněji řečeno, opravy vad skenování, včetně odstranění všeho nepotřebného - například částí cizích předmětů, které spadají do „zorného pole“ skeneru, a zpětného chodu - vyplnění nenaskenovaných oblastí.

Můžete upravovat jak celý sken, tak jeho jednotlivé snímky. K tomu existuje celá sada nástrojů:


Při použití kteréhokoli z nich můžete nastavit řadu parametrů nebo vybrat určitá nastavení:


Pamatujte, že některé nástroje jsou dostupné pouze v určitých režimech. „Štětec pro odstranění odlehlých míst“ tedy nemůžete použít pro skenování, ale můžete jej použít pro jednotlivý snímek (ale upravit každý snímek z několika stovek je nevděčný úkol a pro 3D model je lepší použít takové nástroje ).

Můžeme mluvit nejen o skenech získaných pomocí Artec Studia. Funkce importu vám umožní načíst další modely ve formátech OBJ, STL, PLY, WRL, PTX a začít je zpracovávat. Zároveň v nich existuje funkce pro automatické vyhledávání a opravu závad, a to i ve fázi importu.

Vezměme si například dinosaura známého našim čtenářům z předchozích recenzí, v našem modelu, který má dvě vady na pravé přední tlapce: prvek visící ve vzduchu, trochu jako dvouprstá ruka zvířete. jako fazolovitý výrůstek v oblasti lokte. Na snímku obrazovky jsou označeny šipkami.


Pomocí dostupných nástrojů jsme oba defekty snadno odstranili:


Zpočátku samozřejmě není možné rychle provádět editační operace, ale zdůrazňujeme: potřebné nástroje jsou podrobně popsány v uživatelské příručce (včetně ruského), techniky jejich použití jsou poměrně jednoduché a lze je rychle naučit, zejména pokud máte alespoň trochu dovednosti v práci s 2D editory, jako je Adobe Photoshop.

Skenuje montáž a globální registraci

Pro získání modelu je nutné naskenované a upravené skeny spojit – zaregistrovat, k čemuž Artec Studio zajišťuje montáž. Vyberte požadované skenování a otevřete okno pro tuto operaci.


Jeden ze skenů, první v seznamu, je považován za registrovaný a zbytek bude registrován ve vztahu k němu. Jako „základní“ můžete vybrat jiný sken.

Nejjednodušší způsob je automatická pevná montáž. V mnoha případech, primárně spojených s nedostatečnou oblastí překrytí skenu a nízkou kvalitou textury, to však končí neúspěchem a pak musíte pracovat.

Pro začátek je možné skenování kombinovat ručně přetažením myší. Přesnost takového zarovnání je nízká a tato operace se používá hlavně jako předběžná operace pro jiné metody.

Přesnější metody zahrnují ruční sběr podle bodů: na dvou skenech označíme dvojice bodů (nejlépe několik) odpovídajících stejným oblastem objektu a klikneme na tlačítko „Sbírat podle bodů“.

Pro objekty vyfotografované s texturou lze také použít přizpůsobení textury, ale to vyžaduje značný výpočetní výkon a může výrazně prodloužit dobu montáže na konkrétním počítači.

Pro kombinování povrchů (snímků) v rámci jednoho skenování je k dispozici sestava s omezeními. A pro objekty, které mohou během skenování měnit tvar (osoba nebo zvíře), se používá netuhá sestava - algoritmus, který kromě pohybu a rotace zajišťuje také deformaci. Pravda, nepracuje se skeny, ale s mezilehlými modely předem připravenými na jejich základě.

Jakákoli operace může být zrušena nebo opakována, k čemuž jsou k dispozici odpovídající tlačítka na panelu „Sestavení“.

Po dokončení sestavování skenů je nutné převést všechny povrchy jednoho snímku do jediného souřadnicového systému, to znamená provést globální registraci. U složitých objektů skenovaných ve vysokém rozlišení může být tato operace časově náročná a vyžadovat velké množství paměti RAM.

Tato operace má tři konfigurovatelné parametry. Za prvé, toto je algoritmus: pouze geometrie nebo geometrie a textura (v druhém případě se doba provádění může výrazně zvýšit). Rovněž je specifikována minimální vzdálenost mezi sousedními singulárními body na povrchu a počet iterací.


Pokud není možné provést globální registraci pro všechny skeny najednou, můžete to zkusit udělat pro dva z nich, mezi nimiž je mezera. Pokud se poté mezera zmenšila, měla by se operace opakovat, čímž se zvýší počet iterací. Akce musí pokračovat, dokud nejsou všechna skenování zcela zarovnána.

Získání modelu

Po dokončení globální registrace je možná další fáze úprav - například odstranění odlehlých hodnot, pro které je v nabídce „Příkazy“ k dispozici odpovídající operace.

Poté můžete přistoupit ke spojení všech získaných dat do jediného polygonálního modelu - lepení. Artec Studio nabízí tři typy lepení:

  • rychlá: metoda je nejúčinnější a nejméně náročná na výpočetní výkon počítače (včetně paměti), ale po ní může být vyžadováno další zpracování výsledků,
  • hladký: metoda náročnější na zdroje, která se nejlépe hodí pro vytváření modelů lidského těla a povrchů s částečně chybějícími 3D daty,
  • Přesné: O něco rychlejší než hladké lepení, vytváří lepší detaily a je dobré pro rekonstrukci malých dílů a jemných hran.


Každý typ lepení má dva až čtyři nastavené parametry:


Poznámka: názvy parametrů příkazu atd. V rozhraní ruského jazyka se programy nejčastěji nepřekládají. Možná proto, že doslovný překlad zůstane stále nesrozumitelný bez dalších komentářů uvedených v uživatelské příručce.

Model získaný po slepení může obsahovat vady (navíc nejčastěji tomu tak bude), které bude nutné odstranit. Pro tento účel poskytuje Artec Studio celou sadu nástrojů:


Algoritmy fungují automaticky, ale můžete nastavit některé parametry.

Příkazy pro zpracování můžete spustit ručním spuštěním každého z nich, ale můžete také povolit automatické spouštění vybrané sekvence příkazů:


Obsluha pak nebude muset neustále věnovat pozornost tomu, co se děje - to je výhodné vzhledem k tomu, že provádění jednotlivých příkazů může trvat značně dlouho. Má to ale i nevýhodu: nejčastěji je na základě výsledků konkrétní operace nutné rozhodnout o dalších akcích, takže automatický režim je jednoznačně určen pro zpracování objektů stejného typu, posloupnosti příkazů ( s určitými hodnotami jejich parametrů), pro které bylo předem zpracováno. V takových případech bude velmi užitečné mít režim dávkového zpracování.

Poslední akcí bude texturování – nanesení barevné textury na výsledný model, pokud byla zachycena při skenování a bude vyžadována při použití modelu. K tomu existuje nástroj Textura:


Výsledek jeho aplikace je také přístupný určité úpravě - můžete upravit jas, sytost atd.


Chcete-li tedy získat vysoce kvalitní model, musíte si pohrát - pomocí několika pohybů skenerem a několika kliknutí myší toho lze dosáhnout pouze na demo videích. Do jisté míry mohou být výjimkou případy skenování objektů stejného typu, jejichž postupy zpracování byly předem otestovány a odladěny.

Jiné možnosti

Zbývá dodat pár slov o dalších funkcích, které program Artec Studio poskytuje.

V jakékoli fázi práce lze přijatá data (skeny) a výsledky jejich zpracování včetně historie změn uložit na disk ve formě souboru projektu.

Artec Studio lze použít jako prohlížeč 3D souborů. Vzhledem k tomu, že se na poměrně výkonném počítači spouští velmi rychle (a nemá smysl jej používat na jiných), nebudou v tomto ohledu žádné nepříjemnosti. A poskytuje značné možnosti sledování.

Je podporováno synchronní snímání několika skenery připojenými k jednomu počítači. S ohledem na značnou cenu samotných skenerů se to může zdát jako nadbytečná funkce, ale pamatujme: jak skenery, tak software Artec jsou stále nástroje pro profesionální použití a pro řešení mnoha profesionálních problémů se cena několika skenerů může prodražit. být bezvýznamné ve srovnání s dalšími možnostmi, které se otevírají.

Senzorů může být také několik a různé typy lze kombinovat. Pokud se bavíme o Asus Xtion/PrimeSense, pak jich může být až osm, a pokud plánujete používat Kinect, pak je důležité pamatovat na to, že Microsoft má svá omezení na počet současně připojených zařízení, takže lze připojit maximálně čtyři Kinect pro Windows nebo jeden Kinect Xbox.

K dispozici jsou nástroje pro měření - lineární a geodetické, sestrojování řezů objektem a mapy vzdáleností mezi dvěma povrchy i pro vytváření anotací.

A samozřejmě je možný individuální výběr výchozího nastavení – od jednotek měření až po zvuková upozornění a barvy pracovního prostoru.

Pro skenery Artec existuje nástroj Diagnostic Tool, který provádí korekční nebo kalibrační funkce (v závislosti na modelu). To může být nutné, pokud byl skener během provozu nebo přepravy vystaven otřesům nebo otřesům.

Vzdejme hold autorům uživatelské příručky: je velmi podrobná, ale bez přehnaného „žvýkání“ každého detailu, je psána naprosto srozumitelným jazykem a je dobře ilustrovaná. Majitel nemůže být líný: prostudujte si návod a vyzkoušejte jej v praxi.

Alternativy

Pokud jde o práci pouze s levnými senzory jako je Kinect, není vůbec nutné používat programy jako Artec Studio, jejichž cena je mnohem vyšší než samotný senzor. Můžete používat další programy, včetně těch, které jsou distribuovány zdarma (někdy s určitými omezeními) – například Scenect od Faro, Skanect od ManCTL (aktuálně získaný Occipital Inc), Kinnect Fusion od Microsoftu a další.

Abychom měli s čím porovnávat, zkusili jsme s těmito programy pracovat. Stručně vám řekněme: za co platíme při nákupu Artec Studio ve srovnání s bezplatným nebo sharewarovým softwarem.

Microsoft Kinect Fusion

Ve skutečnosti se tato technologie jmenuje a mezi vývojářskými nástroji je na ní založená utilita Kinect Fusion Explorer. A to je právě utilita určená především k demonstraci schopností technologie, a proto nejenže neobsahuje žádné editační funkce, ale ani její rozhraní není vybaveno alespoň minimální dávkou pohodlí: k dispozici je řada nastavení , včetně rozlišení a předních-zadních okrajů a fotografování začne ihned po spuštění nástroje.


Předpokládá se, že objekt bude skenován v jedné relaci, a pokud se něco pokazí, budete muset začít znovu. A hodně se toho může „pokazit“: pokud pohybujete senzorem o něco rychleji podél objektu nebo kolem něj, objeví se chybové hlášení a požadavek vrátit senzor do poslední úspěšně registrované polohy, což není vždy možné splnit.


Dokončením procesu je uložení skenu ve formátu STL nebo OBJ (neukládá se textura barev). Zobrazení skenu a jakékoli úpravy, ruční nebo automatické, nejsou poskytovány.

Možnost využití Kinect Fusion Explorer v praxi se tedy jeví jako velmi pochybná. Zdůrazněme: hodnotíme užitečnost, nikoli samotnou technologii Kinect Fusion.

Nástroj je distribuován jako součást SDK, ale nebyl součástí balíčku verze 1.6, který jsme nainstalovali pro Kinect pro práci s Artec Studio. Musel jsem si stáhnout a nainstalovat SDK v.1.7 (se sadou vývojářských nástrojů stejné verze). Navíc potřebujete grafickou kartu, která podporuje DirectX 11, jinak Kinect Fusion Explorer prostě nebude fungovat. Navíc práce s jinými senzory – například Asus Xtion – je jen stěží možná; Oficiálně jsme to nepotvrdili, ale soudě podle samotného konceptu SDK, především podle názvu, je výčet výbavy pravděpodobně omezen na modely Kinect.

Skanect

Jedná se již o znatelně kompletnější 3D skenovací program, který podporuje práci s různými senzory a při použití moderních grafických karet NVidia umožňuje využívat možnosti architektury CUDA. Další výhodou tohoto programu je, že může fungovat nejen pod Windows (32- nebo 64-bit), ale také pod Mac OS X. Bezplatná verze Skanectu však není určena pouze pro nekomerční použití, ale má také některá funkční omezení – například nelze ukládat modely s vysokým rozlišením (i když to u primitivních senzorů jako je Kinect není příliš důležité).

Vyzkoušeli jsme verzi 1.70 pro Windows.


Nastavení umožňuje nastavit nejen přední a zadní hranici, ale celou krychlovou plochu (velikost se mění v krocích po 10 cm, pro skenování vysokých objektů, jako je osoba, lze výšku této oblasti zdvojnásobit).


Skenování můžete zahájit se zpožděním (nastaveným v krocích po 1 sekundě) a v okně programu se zobrazí odpočítávání ve velkých číslech – to je přesně to, co Artec Studiu chybí.

Skenování celého objektu musí být provedeno v jedné relaci. K dispozici jsou plné možnosti pro prohlížení skenu a některé funkce automatických oprav – vyhlazení ostrých rohů, dokončení dílů v neúplně naskenovaných oblastech (například vyplnění otvorů), stejně jako odstranění malých dílů a snížení počtu hran pro zjednodušení modelu. Podporovány jsou také barevné textury.

Pro přesnější úpravy můžete sken přenést do externího editoru a poté nahrát výsledek do Skanectu, ale to vyžaduje verzi Pro (placenou).

Významnou výhodou tohoto programu je jeho snadné učení, což nám umožňuje doporučit jej těm, kteří dělají své první krůčky v 3D skenování. Budete však potřebovat znalost angličtiny.

software Faro

Složitější je program Faro Scenect. Bohužel neumí pracovat s ovladači Kinect, které se instalují jako součást odpovídajícího Microsoft SDK a jsou nezbytné pro Artec Studio, Skanect a samozřejmě Kinect Fusion. Scenect bude vyžadovat, abyste je odstranili a nainstalovali ovladače OpenNI, jinak nebude senzor rozpoznán. To může být způsobeno tím, že program je speciálně navržená bezplatná verze softwaru Faro Scene, navržená pro práci s profesionálními 3D laserovými skenery Faro.

Udělali jsme si čas, abychom si krátce pohovořili o tomto programu ve verzi 5.2. Pro obdržení distribuce musíte vyplnit registrační formulář a poté bude na e-mail v něm uvedený odkaz ke stažení.

Program umí pracovat se senzory Kinect a Asus Xtion Pro Live (distribuce obsahuje pro ně nezbytné ovladače OpenNI) a pro zvýšení přesnosti je lze kalibrovat pomocí kalibračního listu předtištěného na tiskárně. Pravda, proveditelnost takového postupu pro takto primitivní senzory není příliš jasná.

K práci budete potřebovat počítač s 64bitovou verzí MS Windows. Pro Mac OS X neexistují žádné speciální distribuce a ani dokumentace nezmiňuje možnost práce pod tímto OS. Neexistuje žádné rozhraní v ruštině a neexistují žádné pokyny v ruštině.

Naučit se tento program je znatelně obtížnější než Skanect - musíte například rozumět pojmům jako skenování, mrak skenovaných bodů (mrak skenovacích bodů), pracovní prostor (pracovní prostor) a projekt (projekt skenování), ale možnosti jsou mnohem širší: objekt již není potřeba skenovat v jedné relaci, můžete pracovat s několika kontrolami;


Skenování začne ihned po stisknutí odpovídajícího tlačítka.


Samozřejmostí jsou i pokročilé nástroje pro prohlížení. Podporovány jsou barevné textury, vazba na externí souřadnicový systém a porovnání s CAD modely. Existují také některé možnosti úprav pomocí různých selektorů a výběrových štětců.

Soubor modelu vhodný pro 3D tisk ale ve Skanectu neseženete. Chcete-li vytvořit síť, musíte nejprve uložit výsledek v jednom z dostupných formátů – například VRML (*.wrl):


A pak jej otevřete v programu jako je MeshLab a použijte jej k vytvoření souboru ve formátu STL nebo OBJ.

Ve srovnání s minimální funkčností Skanectu, nemluvě o primitivním Kinect Fusion Explorer, je tedy Senect svými schopnostmi mnohem blíže Artec Studiu, i když „ideologie“ zpracování je velmi odlišná. Scenect je však jen verze programu Faro Scene, uzpůsobená pro dva typy levných senzorů s omezenými schopnostmi, které vůbec nejsou určeny pro profesionální práci. To znamená, že se jedná o zjevnou „návnadu“: člověk, který strávil spoustu času a úsilí zvládnutím složitosti Senectu a rozhodl se přejít k práci s profesionálními 3D skenery, se nevyhnutelně přikloní k produktům Faro.

To znamená, že je již jasné, že Faro a Artec jsou rivaly na trhu 3D skenerů; Nebudeme porovnávat ceny jejich produktů, poznamenáme pouze několik bodů. Za prvé: škoda, že Artec nemá takovou „návnadu“ - pro testování s cenově dostupnými senzory můžete použít pouze 30denní zkušební verzi, která ne vždy stačí. Za druhé: Produkty Artec se v současné době srovnávají s Faro příznivě, protože existuje nejen ruská dokumentace a ruské rozhraní v softwaru, ale také podpůrná služba připravená komunikovat s rusky mluvícími uživateli, a to je docela důležitý problém pro drahé vybavení a drahý software.

Závěr

3D skenovací programy jako Artec Studio jsou v současnosti poměrně specifické produkty, ne-li exotické. Je velmi málo lidí, kteří mají zkušenosti s prací na profesionální úrovni s několika z těchto programů a jsou schopni provést inteligentní a vyvážené srovnání možností; Bohužel mezi ně nepatříme, a proto se zdržíme jakýchkoli závěrů. Až na jednu věc, která je čistě subjektivní: díky dostupnosti kvalitně zpracované dokumentace a uživatelsky přívětivému rozhraní se nám zvládnutí Artec Studia nezdálo jako nesplnitelný úkol – kdybychom měli čas a chuť.

Doufáme, že v blízké budoucnosti čtenářům představíme další produkty Artec – skenery.

Vzhledem k tomu, že použité zařízení pracuje metodou strukturovaného osvětlení, je třeba vzít v úvahu, že černé povrchy světlo pohlcují, zatímco lesklé ho odrážejí. Proto je třeba snímaný objekt nejprve očistit od nečistot a případně aplikovat matovací sprej. Usnadňuje a urychluje proces skenování a zároveň působí jako primer, tzn. umožňuje hladší povrch předmětu. Povlak lze snadno odstranit vodou nebo alkoholem. Existují však případy, kdy je matování vyloučeno, například při skenování drahých šperků, ze kterých bude obtížné odstranit zbývající produkt.

Pro zvýšení přesnosti výsledku je objekt označen speciálními tečkami na kontrastním pozadí, které se automaticky čtou při 3D skenování a slouží k sešívání jednotlivých skenů.

2. Konfigurace zařízení a výběr oblasti skenování

V závislosti na použitém vybavení je možné 3D skenovat objekty různých geometrických tvarů a rozměrů (naše studiové vybavení nám umožňuje pracovat s objekty o velikosti od 3 cm do 2 m). Pro získání 3D skenu v maximální kvalitě je nutné správně vybrat „skenovací zónu“, vybrat vhodné místo pro umístění skeneru a také po instalaci zkalibrovat zařízení.

3. Komplexní skenování součásti

3D sken objektu je získán jeho čtením z různých bodů. V případě hlubokých děr je však viditelná oblast naskenována a část „neviditelná“ pro 3D skener je dokončena ručně během polovodičového modelování. Proces vyžaduje pečlivost a pečlivý přístup – nesprávná instalace, konfigurace zařízení nebo chyba v přenosu dat mohou vyžadovat opakování všech kroků.

4. Spojování jednotlivých skenů do jediné struktury

Skenování a následné sešívání rámečků se provádí ve speciálních programech, například RangeVision ScanCenter a RangeVision ScanMerge. Během procesu šití jsou výsledné skeny také zpracovány a odstraněny z hluku, nečistot a děr.

Výsledkem práce provedené v této fázi je polygonální STL model, což je sada trojúhelníků.

5.Zpracování stl modelu

Proces dokončovacího skenování je jedním z nejnáročnějších na 3D skenování. Koneckonců, konečný výsledek přímo závisí na kvalitě šití a následného zpracování. Výsledný 3D model ve formátu STL lze ihned vytisknout na 3D tiskárně.

6.Vytvoření objemového modelu

Pokud potřebujete s modelem pracovat v systému CAD (computer-aided design), je potřeba povrch nejprve „vytvrdit“ např. pomocí softwaru Geomagic Control X Následně lze výsledný objemový model editovat v libovolném CADu systému (Compass, Solidworks, Design X atd.) .

7.Vytvoření konstrukčního stromu pro 3D model

Chcete-li získat výkres naskenovaného objektu, musíte nejprve vytvořit konstrukční strom, který je grafickým znázorněním sekvence objektů, které tvoří hotový produkt: roviny, vazby, prostorové křivky a další prvky.


8. Tvorba výkresu

Na základě konečného modelu se vytvoří výkres. V případě potřeby je doplněn o sken nebo konturu pro řezání laserem. Před vytvořením výkresu se provede materiálový průzkum pro výběr materiálu. Může být také vybrán konstruktérem na základě provozních podmínek a účelu součásti.

Objednávat můžete kontaktováním specialistů společnosti Zanimatika. Naše studio má veškeré potřebné vybavení a software pro dosažení vysoké přesnosti modelů jakékoli složitosti. Kontaktujte nás!

Atraktivitu aditivních technologií je těžké přeceňovat. Proto je dnes zařízení na podporu 3D tisku tak populární. Pokud máte omezený rozpočet, můžete si 3D skener vyrobit sami. K tomu využívají dostupné nástroje a jednotky, nebo jednoduše promění obyčejný smartphone ve skener.

Vytvoření 3D skeneru pomocí webové kamery

K výrobě domácího 3D skeneru budete potřebovat:

  • vysoce kvalitní webová kamera;
  • lineární laser, to znamená zařízení, které vysílá laserový paprsek (pro získání vysoce kvalitního skenování je lepší, aby byl paprsek co nejtenčí);
  • různá upevnění, včetně úhlu pro kalibraci;
  • speciální software pro zpracování naskenovaných obrázků a dat.

Vezměte prosím na vědomí, že bez příslušného softwaru nebudete moci vytvořit digitální model objektů a předmětů. Proto se zpočátku postarejte o dostupnost speciálních programů. Například laserový skener DAVID a TriAngles jsou považovány za základní, ale vyžadují použití otočné plochy.

Začněte s kalibračním úhlem. Chcete-li jej vytvořit, vytiskněte si šablonu (je součástí sady programu). Umístěte jej tak, aby vytvořil úhel 90 stupňů. Je důležité, aby bylo během tisku zachováno správné měřítko. K tomu použijte kalibrační váhu. Kamera je kalibrována automaticky nebo ručně;

Chcete-li naskenovat předmět, budete jej muset umístit do kalibračního rohu a naproti němu nainstalovat webovou kameru. Je důležité umístit objekt přesně do středu obrazu na obrazovce. V nastavení webové kamery je třeba zakázat všechny automatické úpravy. Pomáhají také nastavit barvu laserového paprsku. Stisknutím tlačítka „Start“ se provádějí plynulé pohyby. Paprsek musí obíhat objekt ze všech stran. Toto bude první cyklus skenování. V budoucnu je nutné změnit polohu laseru, aby byly pokryty všechny body, které nebyly dříve zpracovány.

Po dokončení všech procesů se skenování zastaví a v programu se zvolí režim „3D zobrazení“. Pokud nemáte po ruce laser, můžete jej nahradit jasným světelným zdrojem. Zajistí promítání stínové linie. V tomto případě však změňte nastavení v programu, které bude těmto parametrům odpovídat.

Vytvoření 3D skeneru ze dvou webových kamer

Pokud potřebujete vysokou přesnost digitalizace, budete muset použít dvě webové kamery. V tomto případě je zdroj světla nahrazen druhou kamerou. Udělej si sám 3D skener ze dvou kamer umožňuje minimalizovat dobu výpočtů pro body spadající do laserového pruhu.

Výroba 3D skeneru z projektoru a webové kamery

K tomu budete potřebovat:

  • projektor;
  • webová kamera;
  • program DAVID-laserscanner;
  • Stativy pro webové kamery a projektory;
  • kalibrační panel (připevněte dva malé listy dřevotřísky pod úhlem 90 stupňů a pomocí suchého lepidla přilepte listy papíru s předtištěnými šablonami);
  • gramofon (může být vyroben ze starého cvičebního stroje a několika kolíků).

Chcete-li naskenovat objekt, umístěte jej svisle a proveďte 7–8 skenů, přičemž jej otočte v kruhu. Výsledné skeny spojíme. Poté změníme polohu objektu a provedeme stejný postup. Kombinujeme skeny dvou polovin objektu. Kliknutím na tlačítko „pojistka“ získáme trojrozměrný model objektu. Lze jej uložit v libovolném zvoleném formátu a poté zpracovat pomocí:

  • Delсam LastMaker;
  • Easylast;
  • Poslední Design & Engineering;
  • Forma 2000;
  • Shoemaster QS.

Výroba 3D skeneru z herní konzole

Xbox One je konzole, která je již vybavena Kinectem druhé generace a lze ji použít jako 3D skener. Pokud máte běžný herní ovladač, můžete si vytvořit 3D skener z kinectu pomocí následujících programů:

  1. Kinect Fusion. Vytváří vysoce detailní modely čtením dat ze senzorů Kinect.
  2. Skanect. S jeho pomocí se vytvářejí 3D obrazy místností se všemi objekty, které se v nich nacházejí. Chcete-li vytvořit trojrozměrný model okolního prostoru, stačí zařízení kolem sebe otáčet. Pro detailování jednotlivých objektů je nutné na ně znovu namířit fotoaparát.


Vytvoření 3D skeneru ze smartphonu

Jak vyrobit 3D skener z běžného mobilního zařízení? Dnes k tomu slouží různé softwarové produkty. S jejich pomocí se smartphone promění v plnohodnotný 3D skener. Nejoblíbenější softwarové algoritmy:

  1. MobileFusion. Pomocí standardního fotoaparátu sleduje polohu objektu a poté pořídí fotografii. Ze série fotografií se získá trojrozměrný model. Funguje na různých platformách a OS.
  2. Pomáhá při vytváření trojrozměrných fotografií libovolných objektů a poté je odesílá do 3D tiskárny.
  3. Autodesk 123D Satch. Pomocí tohoto programu se na aditivních zařízeních vytvářejí a tisknou trojrozměrné modely budov, lidí a dalších objektů, které lze fotografovat ze všech úhlů a stran.

Takové systémy nevyžadují hardwarové úpravy ani připojení k internetu. Chcete-li začít, stačí spustit mobilní aplikaci a pohybovat telefonem po objektu, který je skenován.