Uzsākot 3D modelēšanas un projektēšanas programmatūras pārskatīšanu, ir jāizklāsta divi globāli uzdevumi, uz kuriem tā ir vērsta:

• 3D skenēšanas un modelēšanas datu apstrāde;
• modeļu sagatavošana 3D drukāšanai.

Šajā rakstā mēs apskatīsim galvenās programmatūras produktu funkcionalitāti un priekšrocības, ko Krievijas tirgū piedāvā iQB Technologies.

I. Programmatūra 3D skenēšanas datu apstrādei

Ir svarīgi saprast, ka pats skenēšanas process ir tikai pirmais darba posms, tas ir vienkārši “neapstrādātas” informācijas vākšana. Lai iegūtu gala rezultātu, mums ir jāapstrādā skenēšanas dati, izmantojot specializētu programmatūru.

Šāda veida programmatūras mērķis ir izveidot fiziska objekta virtuālu trīsdimensiju kopiju, lai to turpmāk izmantotu datorizētā projektēšanā, ražošanas tehnoloģiskajā sagatavošanā un inženiertehniskās analīzes (CAD/CAM/CAE) sistēmās.

Pēc skenēšanas pabeigšanas saņemtie dati tiek apstrādāti programmatūras produktos. 3D skeneri attēlo datus kā punktu mākoni, un mūsdienu modeļi attēlo datus kā daudzstūra modeļus (punktus, kas ir savienoti kopā, izmantojot triangulāciju). Izmantojot programmatūru, jūs varat novērst kļūdas skenētajā modelī, izveidot NURBS virsmu komplektu, izstrādāt pilnvērtīgus parametriskus cietvielu modeļus, analizēt iespējamās izmaiņas un kļūdas, veikt pētījumus, salīdzinošo analīzi un kontrolēt fiziska objekta izmēru un kvalitāti. .

3D skenēšanas un CAD modeļa izveides rezultāti Geomagic Design X programmatūrā

3D skenēšana un attiecīgi saņemto datu apstrāde atrisina šādas problēmas:

• ģeometrijas kontrole (tostarp ģeometriskā kontrole darbības laikā, lai mērītu izstrādājumu nodilumu, ievades un izvades kontroli);
• reversā inženierija (objekta formas atjaunošanai un/vai optimizēšanai, reversā inženierija un CAD modeļa uzbūve);
• ēku, būvju, objektu rekonstrukcijai vai pārbūvei;
• savākšanas pārbaude;
• digitālo arhīvu izveide.

Ražošanā 3D skenēšana galvenokārt tiek izmantota reversās inženierijas un ģeometrijas kontrolei.

• makro skriptu pieejamība procesu automatizācijai;
• vienkāršākais veids, kā saglabāt un pārveidot tekstūru un virsmas faktūru, tostarp tekstūras kartē;
• inovatīva spēja pārvērst krokotas virsmas plakanās to mērīšanai, faktūras un faktūras modelēšanai, 2D skiču veidošanai;
• vienkāršs un ātrs veids, kā izveidot 3D modeli drukāšanai no punktu apgabala;
• Atbalsta visus XYZ/ASCII 3D digitalizatorus, kameras un skenerus un apstrādā pasūtītus un nesakārtotus virsmas un apjoma datus.

Geomagic Control X: jaudīga programmatūra ģeometrijas kontrolei

Elastīgs programmatūras produkts kvalitātes kontroles problēmu identificēšanai un risināšanai, piedāvājot ar funkcijām bagātus un intuitīvus mērīšanas, pārvaldības un analīzes rīkus.

Programmatūras tūlītējais uzdevums ir salīdzināt datus no operatīvā produkta ar atsauces modeli un sastādīt visaptverošas atskaites ērtā formātā. Atskaišu veidošanas procesu var automatizēt, un iegūtos datus var viegli apmainīt ar visiem projekta dalībniekiem. Kontrole X var ievērojami uzlabot iekārtas veiktspēju, veicot produktu kvalitātes kontroli.

Vadība X ir:

• spēja salīdzināt iegūtos datus gan ar standarta, gan ar citiem datiem;
• saņemtās informācijas kontrole un analīze, salīdzinot gan ar standarta, gan citiem datiem;
• pielāgojami lejupielādējami pārskati ar iespēju automatizēt kontroli;
• atbalsts datiem, kas iegūti ne tikai izmantojot 3D skenēšanu, bet arī citos veidos;
• atbalsts lielam skaitam formātu, kas ļauj kontrolēt un analizēt datus no dažādiem avotiem;
• intuitīvs interfeiss.

Geomagic Design X: jaunas iespējas darbam CAD

Visplašākā pieejamā reversās inženierijas programmatūra, sākot no 3D skenēšanas datiem līdz CAD cietā modeļa izveidei.

• prasme izveidot koku CAD daļas konstruēšanai izplatītākajās starptautiskajās CAD sistēmās;
• CAD daļas uzbūves vēstures atjaunošana vismodernākajās CAD sistēmās;
• ātra modeļu rekonstrukcija no skenētajiem datiem;
• dažādi rīki un algoritmi datu apstrādei.

Geomagic for SolidWorks: ātrs ceļš no fiziska objekta uz CAD darba vidi

Vēl viens programmatūras risinājums reversajai inženierijai ar plašu funkciju klāstu. Tas ir programmatūras rīku komplekts, kas nodrošina uzlabotas iespējas punktu mākoņu un daudzstūru izmantošanai projektēšanas procesā. Tas ir spraudnis, kas ir saderīgs ar populāriem 3D skeneru modeļiem un atbalsta standarta punktu un daudzstūru failu formātu importēšanu.

Ģeomaģija programmai SolidWorks ir:

• ātrgaitas automatizēta punktu mākoņu apstrāde;
• spēcīgi izlīdzināšanas instrumenti;
• automātiska virsmas apstrāde;
• sietu šķērsgriezumu veidošana;
• 3D salīdzinājums ar sākuma līmeņa noviržu analīzi;
• noviržu kontrole visos projektēšanas posmos;
• augstas kvalitātes masīvu modeļu izveide;
• integrācija ar rūpnieciskajiem 3D skeneriem tiešai darbībai no skenera uz SolidWorks, tostarp FARO, Hexagon, Nikon, Vialux un Capture no 3D sistēmām;
• draudzīgs, intuitīvs interfeiss.

Creaform 3D skeneri: viss jau ir iekļauts

Atšķirībā no citiem 3D skeneru ražotājiem, tas piegādā savas ierīces ar pilnībā integrētu VXelements programmatūru, kā arī VXModel un VXInspect moduļus var iegādāties atsevišķi.

1. VXelements– universāla platforma, kas apvieno visus būtiskos elementus un rīkus lietotājam draudzīgā, vienkāršā un optimizētā darba vidē.
2. VX modelis- Programmatūra reversajai inženierijai. Pārvērš 3D skenēšanas datus izmantošanai visos izplatītajos CAD vai .
3. VXinspect– programmatūra kvalitātes kontrolei.

II. Programmatūra modeļu sagatavošanai 3D drukāšanai

Materialize Magics: 3D modelēšana, pamatojoties uz CAD un 3D skenēšanas datiem

Universālu risinājumu piedāvā uzņēmums, kas izstrādājis programmatūras produktu tieši aditīvās ražošanas profesionāļiem Maģijas. Tas ļauj ātri un precīzi izveidot atsevišķus komponentu slāņus, pamatojoties uz 3D CAD datiem vai 3D skenēšanas datiem. Magics nodrošina pilnu ciklu – no datu importēšanas (STL un citos formātos) un kvalitātes analīzes līdz atbalstam izveidei, platformas sagatavošanai un pēcapstrādei.

Materialize Magics programmatūras priekšrocības:

• visu procesu ātrums, optimizācija un augsta uzticamība;
• praktisku un efektīvu risinājumu kopums platformu sagatavošanai, atbalsta veidošanai jebkurai lietošanai;
• Plaša funkcionalitāte modeļu rediģēšanai (logotipu, faktūru, attēlu pievienošana);
• spēja veikt sarežģītus griezumus (piemēram, ar iebūvētām savienojošām tapām), Būla operācijas utt.;
• plaša bibliotēka gandrīz visiem aprīkojuma modeļiem ar noteiktiem un pielāgojamiem parametriem;
• modeļu analīze un korekcija (ātra korekcija, daudzstūru sieta sagatavošana un optimizācija ar vislabāko tekstūras, krāsas un kvalitātes saglabāšanu, iespējamo problēmu analīze);
• plašs instrumentu klāsts piedevu ražošanas biznesa procesu veikšanai;
• intuitīvs, viegli pielāgojams interfeiss ar izstrādātāja tehnisko atbalstu krievu valodā.

Kas ir iekļauts Magics

1. Pamatmodulis RP. Tam ir plašs īpašo funkciju klāsts modeļu rediģēšanai, un tas darbojas ar lielu skaitu importētu failu formātu. Ātri, precīzi un ģeometriski izlabo kļūdas lejupielādētajos failos. Saglabā sākotnējo krāsu, faktūras un objektu faktūras pēc lejupielādēto failu “sacietēšanas” atkarībā no iestatījumiem. Ērti konfigurē procesus visos drukāšanas sagatavošanas posmos.
2. 12 papildu moduļi lai veiktu noteiktas funkcijas. Piemēram, Magics Import Module ļauj importēt daudz dažādu formātu; Magics Structures Module ļauj projektēt un izdrukāt šūnu struktūras un slāņus; Magics Slice Module tiek izmantots, lai pārsūtītu objektus daļu slāņa līmenī CLI, F&S, SLC, SSL formātos; Apjoma atbalsta modulis un koka atbalsta modulis ir balstu kopas un tā tālāk.
3. Atsevišķs 3-matic bāzes modulis paredzēts detaļu modelēšanai STL formātā (standarta triangulācija). Tas dod iespēju veikt topoloģisko optimizāciju mikrostruktūras līmenī, tajā skaitā izmantojot daudzas CAE programmas.

Katrs tirgū esošais 3D skeneris darbības laikā ģenerē miljoniem matemātisko līniju, koordinātu un datu, ko cilvēks nevar saprast bez īpašas programmatūras. Programma veic ļoti sarežģītu darbu: saņem datus no skenera, apstrādā tos, koriģē un modernizē un pārvērš ērtā formātā izvadei. Tāpēc, iegādājoties 3D skeneri, nekavējoties padomājiet par piemērotas programmatūras pakotnes iegādi. Pilnu katalogu atradīsit lapā https://cybercom.ru/catalog/3d-software/.

Palīdzība ar skenēšanu

Skenera sākotnējā iestatīšana, pamatparametru iestatīšana, primāro datu saņemšana un to vienkāršā apstrāde - to veic pirmās kārtas programmas. Artec Studio tiek uzskatīts par līderi šajā ziņā. Komplekss ir populārs iesācēju vidū, jo tam ir vienkāršs un intuitīvs interfeiss. Tomēr tam ir plaša funkcionalitāte, kas ir pietiekama darbam ar jebkuru ierīci.

Rezultātu apstrāde

Tātad jums ir primārā objekta 3D skenēšana, ar kuru vēl nav iespējams strādāt. Pirmkārt, tas ir jāapstrādā. To veic otrās kārtas programmas, kas pārvērš neapstrādātus datus rediģējamos modeļos. Šādus risinājumus izstrādā 3D Systems. Viņai ir vairāki interesanti eksemplāri:

• Geomagic Design X. Programma izveido parametriskus CAD modeļus, pārveidojot iegūtos skenējumus dažu sekunžu laikā. CAD modelēšana sasniedz jaunu līmeni.

• Ģeomaģija priekš SOLIDWORKS. Komplekss pārvērš skenēto objektu par cietvielu digitālo prototipu turpmākam darbam SolidWorks vidē.

• Ģeomaģiskā ietīšana. Vienkāršākais un lētākais piedāvātais risinājums. Labi piemērots tiem, kam nav jārisina sarežģītas ražošanas problēmas.

Sagatavošanās drukāšanai

Mūsdienās skeneri nav atdalāmi no 3D printeriem. Pirmie tver objektu fiziskās īpašības, bet otrie realizē uzlabotus modeļus un prototipus. Bet normālai darbībai tiem ir nepieciešama jaudīga programmatūras pakotne. Uzmanību ir pelnījuši šādi:

• Magics RP. Universāla programma, kas darbojas ar STL formātu. Tas palīdzēs sagatavot sagatavi drukāšanai, novērst kļūdas un ieteikt labāko risinājumu.

• Mīmikas. Specializēta pakete, kas ir atradusi pielietojumu medicīnā. Palīdz apstrādāt datus no MRI, CT un citām medicīnas ierīcēm. Izveido ļoti precīzus cilvēka ķermeņa modeļus tālākai pārraidei ārstējošajam ārstam.

Cybercom piedāvā uzzināt vairāk par 3D skenēšanas tehnoloģijām, moderniem 3D printeriem un saistīto programmatūru. Informācija ir pieejama oficiālajā tīmekļa vietnē

profesionāls rīks trīsdimensiju modeļu veidošanai

Tā kā pie rokas ir 3D printeris, ļoti gribas uz tā atkārtot kādu objektu - nevis vienu no tiem, kuru modeļus dažādos formātos var lejupielādēt internetā, bet gan savējo. Tā varētu būt ierīces detaļa, kuru nav iespējams iegādāties remontam, vai bērnu iecienīta rotaļlieta, vai kāds cits priekšmets, kura 3D programmatūras modeļa izveidošana ir vai nu sarežģīta, vai neiespējama (tostarp tāpēc, ka šādai modelēšanai nepieciešamas dārgas programmas un spēja ar tiem strādāt).

Tāpēc 3D printera īpašnieks ļoti drīz sāk domāt par 3D skeneri. Tomēr skenēšana, lai vēlāk izdrukātu tilpuma kopijas, ir tikai viens no daudzajiem iespējamajiem 3D skeneru lietojumiem, kas ir visredzamākais no privāto 3D drukāšanas entuziastu viedokļa ar saviem salīdzinoši lētajiem printeriem, taču tālu no vissvarīgākajiem un pieprasījums. Biežāk mēs runājam par diezgan profesionāliem un komerciāliem uzdevumiem, sākot no vienkāršākajiem, piemēram, cilvēku 3D portretu veidošana, kas ir ļoti populāra progresīvās sabiedrības vidū, no kuriem tiek pelnīta laba nauda, ​​un beidzot ar attēlu veidošanu. unikālie muzeja eksponāti, telpu interjeri, zemes virsmas laukumi arheoloģiskajiem un paleontoloģiskajiem izrakumiem 3D skeneris var atrast darbu medicīnā, apģērbu un apavu ražošanā, arhitektūrā, drošības sistēmās un daudzās citās cilvēka darbības jomās, kuras mēs neuzskaitīsim, jo ​​internetā par to jau ir pietiekami daudz ziņojumu.

Protams, starp skeneri un printeri vai ierīci ir jābūt kādai programmatūrai, lai parādītu iegūto skenējumu - piemēram, monitoram, tāpat kā tas notiek ar “papīra” skenēšanu. Tiesa, jau iepriekšējos apskatos esam noskaidrojuši, ka atbalsts ne tikai 3D skeneriem, bet pat 3D printeriem vēl ir ļoti tālu no integrēšanas operētājsistēmās, tāpēc šajā posmā 3D skeneru ražotāji parasti izstrādā arī skenēšanas programmatūru. un skenēto attēlu pārvēršana 3D modeļos, kas piemēroti turpmākai lietošanai.

Iepazīšanos ar šādiem produktiem sāksim ar uzņēmumu (vārdā “Artek” uzsvars uz otro zilbi), kas dibināts 2007. gadā un tagad ir izstrādājis un masveidā ražojis kompaktu, bet diezgan profesionālu skeneru līniju, kurā darbojas programmatūra, kas izmanto savus apstrādes algoritmus. Uzņēmums ir starptautisks, taču ar prieku atzīmējam, ka viens no attīstības un ražošanas centriem atrodas Maskavā.

Tāpat kā daudzi citi 3D iekārtu ražotāji, uzņēmuma produkti vēl nav paredzēti liela apjoma lietotājiem, galvenokārt cenas dēļ, lai gan Artec skeneri ir ievērojami, dažreiz 2-3 reizes lētāki nekā funkcionālie analogi ar salīdzināmām īpašībām. Protams, šeit viss būs atkarīgs no pieprasījuma: uzņēmums negrasās palikt profesionāļiem paredzētu produktu izstrādes un ražošanas ietvaros ar ievērojamiem līdzekļiem, taču, parādoties iespējām, tas neņems vērā patērētājus ar ierobežotu budžetu.

Tā kā tēma ir diezgan ietilpīga, vispirms iepazīsimies ar Artec Studio programmu, kas ļauj ātri izveidot dažādu objektu trīsdimensiju modeļus, izmantojot vienu vai vairākus Artec skeneru vai dažu citu ražotāju sensoru modeļus. Tas nodrošina ne tikai skenēšanas vadību, bet arī saņemto datu apstrādi, kā arī tīkla optimizāciju un citas darbības, kas nepieciešamas, lai izveidotu kvalitatīvu 3D modeli, ko var nosūtīt uz printeri vai iekārtu, importēt 3D modelēšanas programmās vai izmantot. jebkuros citos nolūkos.

Uzstādīšana

Pirms sākat, vietnē jāizveido konts, kas palīdzēs tiešsaistes programmatūras reģistrācijā un vienkāršos piekļuvi izplatīšanas komplektiem un dažiem informatīvajiem materiāliem. Šis konts būs derīgs visām Artec vietnēm un pakalpojumiem, tostarp 3D modeļu koplietošanas resursam.

Gadījumā, ja datoram drošības apsvērumu dēļ nav izveidots savienojums ar internetu, ir iespējama arī aktivizēšana bezsaistē. Tiesa, joprojām būs nepieciešams konts un dators ar interneta pieslēgumu: tajā tiks izveidots īpašs fails, kas ar zibatmiņas disku vai citu datu nesēju būs jāpārnes uz datoru ar Artec Studio.

Licence ir saistīta ar noteiktu datora konfigurāciju, un jebkura aparatūras jaunināšana, tostarp cietā diska maiņa, novedīs pie programmatūras aktivizēšanas zaudēšanas. Patiesībā ar to nav nekā slikta: ja ir plānota konfigurācijas maiņa, varat pats deaktivizēt licenci un pēc jaunināšanas to atkārtoti aktivizēt. Vienīgais, kas šādos gadījumos nav īpaši ērti, ir tas, ka deaktivizēšana nozīmē arī pašas programmas atinstalēšanu. Bezsaistes aktivizācijas gadījumā licenci nevar deaktivizēt.

Ja datora komponentu nomaiņu izraisīja darbības traucējumi vai vienkārši aizmirsāt deaktivizēt, tad licenci varat atjaunot ar uzņēmuma atbalsta dienesta palīdzību. Instrukcijās norādīts, ka deaktivizēšanas un turpmākās aktivizēšanas gadījumu skaits var būt ierobežots, taču mēs pārliecinājāmies, ka patiesībā tas tā nav: ja tas nedarbojas tiešsaistē, tad ar atbalsta dienesta palīdzību jūs vienmēr varat atjaunot aktivizāciju.

Instalētā Artec Installation Center (AIC) programma palīdzēs noskaidrot, cik licenču ir pieejamas un jau ir aktivizētas, parādīs instalēto Artec skeneru sarakstu un palīdzēs tos aktivizēt, kā arī ar peles labo pogu noklikšķinot uz rindas ar programmas nosaukumu, tiks parādīti dati. kas var būt nepieciešams, sazinoties ar tehnisko atbalstu. AIC izsekos jaunu programmatūras versiju pieejamību un palīdzēs atjaunināt lietojumprogrammas.

Instalējot programmatūru, tiek instalētas arī lietotāja rokasgrāmatas angļu un krievu valodā - PDF faili Manual-9.2.0-RU un Manual-9.2.0-EN. Neskatoties uz dažādajiem nosaukumiem, mēs instalējām tieši tos pašus failus angļu valodā, taču tā ir īslaicīga parādība: tulkojums krievu valodā parādījās pavisam nesen, un viņiem nebija laika to iekļaut izplatīšanā. Mēs arī nevarējām atrast rokasgrāmatu krievu valodā oficiālajā vietnē brīdī, kad sākām strādāt ar programmu, taču saite uz to joprojām tika atrasta mūsu personīgajā kontā, un tuvākajā laikā tai vajadzētu būt iekļautai izplatīšanā. .

Papildus Artec Studio ir arī Artec SDK - algoritmu, dokumentācijas un piemēru kopums, tas ir, konstruktors, ar kuru jebkurš lietotājs, kuram ir Artec skeneris (citu ražotāju ierīces netiek atbalstītas) un Visual Studio var izveidot savu. savu lietojumprogrammu vai spraudni. Viens no SDK izmantošanas piemēriem ir Artec skeneru integrācija ar Autodesk Memento programmatūru.

Artec SDK pašlaik tiek izplatīts beta versijā, un tāpēc to var instalēt jebkurā datorā bez ierobežojumiem, un AIC to parādīs kā “Nav instalēts”. Ja neplānojat izveidot savas programmas vai spraudņus, kas atbalsta Artec skenerus, jums nav jāinstalē šis SDK.

Nedaudz par Artec tehniskā atbalsta dienestu: vienkārši rakstiet vēstuli uz [aizsargāts ar e-pastu] un izklāstiet problēmas būtību jebkurā formā, krievu valodā. Atbilde tiek garantēta 24 stundu laikā, brīvdienās tā var būt nedaudz ilgāka, tomēr arī brīvdienās servisa inženieri cenšas neatstāt klientus bez uzraudzības. Un tā nav tikai deklarācija: mūsu saziņa ar uzņēmuma tehnisko atbalstu bija gan ātra, gan auglīga.

Prasības datoram

Lai instalētu programmatūru, jums būs nepieciešams dators ar Windows 7 vai 8 operētājsistēmu jebkurā versijā, ne vienmēr Professional. Taču jāņem vērā, ka pašreizējo Artec Studio 9.2 versiju var instalēt tikai 64 bitu operētājsistēmā, un arī iepriekšējās versijas darbojās uz 32 bitu operētājsistēmām.

Operētājsistēmai Mac OS nav īpašas versijas, taču jūs varat palaist Artec programmatūru Macbook datoros, kur Windows ir instalēts, izmantojot BootCamp vai virtuālo mašīnu. Jāņem vērā, ka virtuālās mašīnas gadījumā dažas videokaršu funkcijas kļūst nepieejamas.

Ir arī noteiktas prasības datora konfigurācijai, dažas no tām ir ieteikuma raksturs, bet ir arī obligātas: videokartei noteikti jābūt NVidia vai ATI ar Intel vai FirePro M6100 FireGL V video procesoriem, programma startēs; taču vairākas funkcijas nebūs pieejamas, kā minēts katrā startēšanas reizē, tiks parādīts brīdinājums:

Turklāt optimālākās būs NVidia GeForce 400 sērijas un augstākas videokartes ar vismaz 1 GB atmiņu. Quadro kartes vēlams izmantot tikai gadījumos, kad plānojat izmantot stereo režīmu (un ir atbilstošs displejs), pretējā gadījumā GeForce būs labāka izvēle.

Un ar draiveriem ir iespējamas arī opcijas: piemēram, izmantojot Microsoft draiveri mūsu GeForce kartei, Artec Studio palaišanu pavadīja iepriekš parādītais brīdinājums, un tikai tad, kad mēs instalējām jaunāko draiveri no NVidia, tas vairs neparādījās. Mainot vadītāju, deaktivizēšana nav nepieciešama.

Pie mazāk kritiskajām prasībām mēs uzskaitām šādas: ieteicami Intel Core i5 vai i7 procesori, vismaz 8 gigabaiti RAM (vēlams 12 vai vairāk), vismaz 300 MB brīvas vietas cietajā diskā (vēlams izmantot SSD). lai uzlabotu veiktspēju) un, protams, brīvs USB 2.0 ports skenera pievienošanai - un konkrēti 2.0: pareiza darbība ar USB 3.0 pašlaik netiek garantēta, un jebkurā gadījumā ir vēlams, lai šim USB kontrollerim būtu pievienots tikai skeneris. . Izmantojot Intel Xeon un AMD procesorus, kā arī videokartes SLI konfigurācijā, veiktspēja tiks samazināta.

Testēšanai izmantojām datoru, kas konfigurēts ar Intel i5-4570S 2,90 GHz / 8 GB, kas nav pats jaudīgākais. Un izmantotā krātuve bija HDD, nevis SSD. Mēs pārbaudījām NVidia GeForce videokartes: 8800GTX (768 MB) un GTX 980 (4 GB).

Izmantojot skenerus un sensorus

Visas Artec Studio iespējas tiks atklātas kopā ar Artec skeneriem, tomēr var izmantot arī trešo pušu ražotāju ierīces - Microsoft Kinect, Asus Xtion, PrimeSense Carmine, tomēr tās netiks attēlotas AIC, un darbam ar tiem jums būs jāinstalē draiveri no ražotāja. Atbalsts Kinect 2, ko Microsoft izlaida 2014. gadā, ir plānots Artec Studio 2015. gadā pašreizējā versija neatbalsta šo jauno sensoru.

Iepazīšanos ar Artec Studio sākām izmantojot Microsoft Kinect sensoru, kuram bija jālejupielādē un jāinstalē Kinect SDK (v.1.6, pieejams Microsoft mājaslapā). Jāsaka, ka Kinect nav skeneris, bet gan lēts sensors, ko izmanto Xbox spēļu konsolēs; mums bija Xbox 360 Kinect. Tā skenēšanas iespējas ir ārkārtīgi ierobežotas, tas var darboties tikai ar diezgan lieliem objektiem, kas ir salīdzināmi ar cilvēka figūras izmēru, un tas ne tikai nenodod sīkas detaļas, bet drīzāk rada vispārīgas kontūras, kaut arī tās ir atpazīstamas. Atšķirības ir skaidri redzamas attēlā: dzeltenā figūra iegūta, izmantojot Kinect, bet zaļā - ar Artec skeneri.

Tomēr mēs atklājām, ka Kinect bija diezgan piemērots pirmajai iepazīšanai ar Artec programmatūru. Tā galvenā (un, iespējams, vienīgā) priekšrocība ir daudz zemākas izmaksas salīdzinājumā ar pat vislētākajiem profesionālās klases 3D skeneriem, piemēram, Artec Eva Lite.

Artec Studio atbalsta arī darbu ar vairākiem skeneriem, taču ir svarīgi, lai katrs no tiem būtu savienots ar savu USB 2.0 kontrolieri. Ja jūsu datoram nav vajadzīgā kontrolleru skaita, varat instalēt papildu PCI-Express USB 2.0 paplašināšanas kartes.

Mēs arī pievienojām Kinect pie USB 3.0 porta, netika pamanītas nekādas atšķirības, pozitīvas vai negatīvas, un peles klātbūtne uz tā paša USB kontrollera (2.0 vai 3.0) arī netraucēja skenera darbību. Bet tas nebūt nenozīmē, ka nav nepieciešams uzklausīt ražotāja vēlmes attiecībā uz USB pieslēgumiem, jo ​​īpaši tāpēc, ka to saka arī citi 3D skeneru vai sensoru un tiem paredzēto programmatūru ražotāji.

Pēc skenera instalēšanas (savas barošanas avota pievienošanas 220 V ligzdai un USB kabeli atbilstošajam datora portam) tas automātiski parādīsies programmā Artec Studio: “Fails - Iestatījumi - Aptauja”. Tiesa, Artec skeneriem tiek rādīts nevis skenera nosaukums, bet gan tā veids atbilstoši pārklājuma zonai:

• L: lieli objekti - pilna auguma cilvēks un salīdzināmi objekti,
• S: atsevišķas cilvēka figūras daļas (galva, roka) un līdzīga izmēra priekšmeti,
• M: mazi priekšmeti, piemēram, zīmulis vai atslēga, kā arī atsevišķu lielu priekšmetu daļas,
• Zirneklis: tāds pats kā S, bet ar paaugstinātu precizitāti.

Jāpiebilst, ka tieši ierīces tips, kas tiek attēlots, nosaka skenēšanas un apstrādes iestatījumus, un iepriekš minētais saraksts nepavisam nenozīmē, ka, piemēram, Artec Spider skeneris nevar strādāt ar metra izmēra objektiem.

Citu ražotāju ierīces šeit tiek sauktas par "trešās puses 3D sensoru". Būs arī īpašvārdi, piemēram, dialoglodziņā Aptauja.

Attiecīgi algoritma iestatījumi tiks atlasīti automātiski. Lai fotografētu, izmantojot izvēlēto skeneri, varat izmantot standarta iestatījumus, taču tos ir iespējams iestatīt arī manuāli.

Programmas loga struktūra

Artec Studio logs izskatās diezgan pazīstams 2D attēlu redaktoriem: tā centrālo daļu aizņem skenētā objekta 3D skats (mums tas bija parasts biroja krēsls), kreisajā pusē un augšpusē ir rīkjoslas un režīmi, uz pa labi ir darba zona, kurā tiek ielādēti programmā ielādētie dati (skenējumi, to apstrādes rezultāti u.c.), apakšā ir žurnāla logs, kurā tiek parādīts izpildīto komandu saraksts un papildu ziņojumi (ar laika specifikāciju). . Varat mainīt attiecību starp 3D skata, darba apgabala un vēstures loga izmēriem, lai iestatītu displeja stilu, kas atbilst pašlaik veiktajām darbībām.

Strādājot ar 3D skatu, darba zonu un žurnāla logu var pilnībā paslēpt.

Piezīme: 3D skata logā nav redzams gatavais modelis, bet gan viena neapstrādāta skenēšana,
tāpēc attēls ir tik izplūdis

Izvēloties darbības režīmu, izmantojot kreisās paneļa pogas, tiek parādīta papildu rīkjosla, kas atbilst atlasītajam režīmam. Tā platumu var arī mainīt noteiktās robežās, lai saglabātu optimālo 3D skata loga izmēru.

3D skata loga augšdaļā visos režīmos, izņemot fotografēšanu, tiek parādīts vēl viens neliels panelis ātrai piekļuvei rīkiem, kura sastāvs ir atkarīgs no izvēlētā režīma.

Programmas loga pašā apakšā ir statusa josla, kurā tiek parādīta informācija par RAM izmantošanu un pašreizējās darbības gaitu.

Loga darba zonā tiek parādīts pašreizējais projekts - tajā iekļauto skenējumu saraksts un to apstrādes rezultāti. Veicot dubultklikšķi uz līnijas ar noteiktu skenēšanu, tiks parādīts visu tajā iekļauto kadru saraksts, ko var apskatīt atsevišķi vai iespējot atskaņošanas režīmu (ātru secīgu displeju). Rāmjus var rediģēt vai dzēst – piemēram, ja cilvēks, skenējot savu figūru, veica kādu kustību; Vairāki šādi kadri sarakstā ir atzīmēti ar vārdu “Kļūda” kolonnā “Kvalitāte”.

Šādus neveiksmīgus kadrus var arī pārsūtīt uz citu skenēšanu, lai tos atsevišķi pārrēķinātu un labotu, izmantojot Artec Studio algoritmus.

Pirms pārejam pie skenēšanas, mums nedaudz jāparunā par to, kā modeļa attēls tiek iegūts, izmantojot 3D skeneri.

Secība

Pirmkārt, daži vārdi par algoritmiem skenera pozīcijas aprēķināšanai attiecībā pret objektu vai ainu. Tā kā pastāv dažādi reģistrācijas principi (kontakta un bezkontakta, aktīvā un pasīvā), ņemsim to pašu Kinect kā piemēru.

Tajā ir divas kameras. Pirmais ir infrasarkanais tālmērs; iebūvētais projektors apstaro objektu ar infrasarkanajiem stariem, kuru atstarojumus uztver kamera, kuras pamatā ir CMOS sensors un veido informāciju par ģeometrisko formu. Otrā ir sava veida tīmekļa kamera ar 640×480 pikseļu izšķirtspēju, krāsainā veidā filmējot objekta virsmas faktūru.

Ir lietderīgi izmantot ģeometrijas un faktūras informāciju kopā, lai uzlabotu skenēto virsmu reģistrācijas precizitāti. Tiesa, tas palielinās apstrādes laiku vai prasīs palielinātu datora skaitļošanas jaudu.

Tāpēc, ja objekta forma ir diezgan sarežģīta un nesatur lielas daļas ar plakanu, sfērisku vai cilindrisku formu, tad reģistrācijai var izmantot tikai attāluma mērītāju. Turklāt ne visiem skeneriem ir tekstūras kamera.

Bet, ja objektam nav krāsu faktūras (piemēram, tas ir krāsots vienmērīgi), un tā forma ir ļoti gluda (tuvu cilindriskai vai sfēriskai), un it īpaši, ja tas ir ļoti liels, tad jums ir jāizmanto zīmes - īpašas ikonas, kas novietotas ar līmi vai magnētiem uz objekta virsmas vai uz apkārtējiem objektiem.

Turklāt, izmantojot noteikta veida skenerus, var rasties problēmas dažu objektu īpašību dēļ. Tādējādi optiskās skenēšanas metodes ir slikti piemērotas caurspīdīgiem vai melniem objektiem, kas satur spīdīgus vai atspīdošus laukumus. Un skeneri ar zemu izšķirtspēju nav spējīgi pārraidīt sīkas detaļas - piemēram, matus utt.

Tāpēc dažreiz priekšmets ir iepriekš jāsagatavo – atkarībā no tā īpašībām uzklājiet zīmes uz paša objekta vai uz apkārtējiem objektiem, vai arī pārklājiet melnus, caurspīdīgus vai spīdīgus laukumus ar kādu viegli noņemamu vielu, piemēram, talku. Un, protams, izvēlieties piemērotāko skeneri: piemēram, Kinect absolūti nav piemērots maziem objektiem un sīku detaļu pārraidīšanai.

Sagatavotais objekts tiek skenēts un tiek ierakstīta kadru secība. Pēc tam jums ir jānoņem viss nevajadzīgais: statīvs (galds vai grīda) un apkārtējie objekti vai to daļas, kas iekļuvušas objektīvā. Daži kadri var izrādīties neveiksmīgi - piemēram, operatora roka, kas tur skeneri, trīcēja; tos var dzēst vai pārvietot uz atsevišķiem skenējumiem. Protams, šādas darbības ir jāparedz skenēšanas programmā.

Bieži vien ir neiespējami vai grūti vienlaikus skenēt visu objektu, tāpēc ir ļoti vēlams, lai programma ļautu veikt vairākas sesijas un pēc tam apvienot iegūtās daļējas skenēšanas. Šādos gadījumos process pievieno darbību, kas ietver to salikšanu un, iespējams, kadru optimizēšanu visos skenējumos to turpmākai apstrādei (Artec Studio to sauc par globālo reģistrāciju). Šādā gadījumā var tikt atklāti daži citi elementi, kas nav saistīti ar skenējamo objektu un nav dzēsti iepriekšējā posmā, tad tiek pievienota cita rediģēšanas sesija.

Taču iegūtie skenējumi satur daudzas virsmas, un mums ir vajadzīga tāda, kas apraksta visu mūsu paraugu. Tāpēc nākamais solis ir līmēšana, kuras rezultāti atkal var būt jārediģē.

Iegūtais modelis var būt nevajadzīgi sarežģīts, un fails pēc saglabāšanas būs pārāk liels. Tas nozīmē, ka var būt nepieciešama optimizācija, lai samazinātu daudzstūru skaitu, ievērojami nepasliktinot modeļa ģeometriju.

Pēdējais posms ir krāsu faktūras uzklāšana, ja, protams, tā ir nofotografēta un ir paredzēta saglabāšanai failā.

Šis ir vispārīgs algoritms; Tagad jūs varat redzēt, kā tas tiek īstenots Artec Studio.

Skenēšanas režīms

Šis režīms tiek aktivizēts, nospiežot pogu “Shooting” - tikai režīms, bet ne pati skenēšana.

Iestatījumos var izvēlēties pozicionēšanas metodi: ģeometrija + faktūra, tikai ģeometrija un pēc atzīmēm. Tiesa, tikai divi ir pieejami trešo pušu sensoriem, piemēram, Kinect (labais ekrānuzņēmums).

Ir iespējams iestatīt arī dažus parametrus, kuru komplekts dažādiem Artec skeneru un trešo pušu sensoru modeļiem var nedaudz atšķirties.

Piemēram, strādājot ar Kinect, opcijas Tekstūras spilgtums, jutība un zibspuldze izslēgta nebūs pieejamas.

Artec skeneri uzņem virsmas ar frekvenci līdz 15–16 kadriem sekundē Kinect tipa sensoriem var iestatīt divreiz šo vērtību, taču tam nav lielas jēgas: mēs nefilmējam filmu ar ātri kustīgiem objektiem; , bet vienmērīgi pārvietojot skeneri ap stacionāru paraugu (vai otrādi: mēs lēnām pagriežam paraugu skenera “redzes laukā”), un mums ir nepieciešams tikai, lai blakus esošajos kadros būtu apgabali ar pietiekamu pārklāšanās pakāpi turpmākai izlīdzināšanai. . Ja kustības ātrums ir liels, parādīsies attiecīgs brīdinājums, ko var pavadīt skaņas signāls.

Tāpēc pārmērīgs kadru ātruma palielinājums tikai novedīs pie bezjēdzīga skenēšanas apjoma “pietūkuma”, kas izteikts megabaitos, un palielinās tā apstrādes laiku. Šeit ir grūti sniegt kvantitatīvus aprēķinus: viss būs atkarīgs no tā datora parametriem, kurā programma ir instalēta.

Vēl viens svarīgs parametrs ir darba zona, ko nosaka tuvākās un tālākās robežas. Pirmkārt, tos nosaka paša skenera vai sensora tehniskie parametri, lai gan noteiktās robežās tos var definēt no jauna, upurējot precizitāti: “Iestatījumi - fotografēšana”.

Konkrētam objektam labāk ir norādīt darba zonu, lai, no vienas puses, "redzes laukā" nonāktu minimāls svešķermeņu daudzums, un, no otras puses, dažas skenētā objekta daļas netiktu sagrieztas. izslēgts.

Darba zonas iestatīšanai ir diezgan vizuāls rīks - diapazona meklētājs, histogrammu komplekts 3D skata loga kreisajā pusē, kas parāda iegūto virsmu punktu sadalījumu pēc attāluma līdz skenerim.

Skenēšanas procesā tie veic citu funkciju: to krāsa norāda reģistrācijas procesa statusu. Piemēram, kļūmes gadījumā histogramma kļūst sarkana.

Labāk ir iepriekš noteikt darba zonu priekšskatījuma režīmā, lai gan to var pielāgot skenēšanas laikā.

Izvēloties reāllaika sapludināšanas režīmu, kadri tiks apvienoti tieši skenēšanas laikā, pēc kura pabeigšanas saņemsim “līmētu” modeli. Šķiet, ka tas ir vienīgais veids, kā to izdarīt, lai izvairītos no liekām darbībām apstrādes laikā, taču līmēšanu veic grafiskais procesors, un tā iespējas nosaka videokartes veiktspēja un tajā pieejamās operatīvās atmiņas apjoms. . Lai optimizētu resursus, varat izmantot esošo iestatījumu (“Iestatījumi – resursi”), kas nosaka līdzsvaru starp izšķirtspēju (vokseļa lielumu, t.i., triangulācijas tīkla soli) un skenēšanas laukumu (kuba malas izmēra formā).

Skeneris ir jāpārvieto ap vai gar objektu (mazus objektus var novietot uz rotējošas pamatnes), un ļoti noderīga var būt poga Start/Pause uz skenera korpusa, kuras Kinect nav. Zināmā mērā to var aizstāt ar ieraksta sākuma aizkavi, kuru var iestatīt 1...100 sekunžu laikā, 0 atbilst tūlītējam ieraksta sākumam pēc attiecīgās pogas nospiešanas programmas logā. Tiesa, līdz startam atlikušais laiks nekādi netiek attēlots, un to, ka ierakstīšana jau sākusies, var uzzināt tikai pēc krāsainu apmalīšu parādīšanās attēlam 3D skata logā.

Pēc iziešanas no režīma “Shooting” uzņemtie skenējumi tiek apvienoti - precīza reģistrācija (aptuvena reģistrācija tiek veikta arī uzņemšanas laikā, lai jūs varētu novērot skenēšanas rezultātus). Tas var aizņemt kādu laiku, tāpēc nemēģiniet nekavējoties veikt nekādas darbības un sekojiet līdzi ziņojumiem statusa joslā. Dažu pielāgojumu rezultātā var būt nepieciešama vēl viena precīza reģistrācija, tad varat to palaist pats no komandu paneļa.

Saskaņā ar iepriekš aprakstīto algoritmu varat turpināt rediģēšanu.

Modeļu apskate un rediģēšana

Novērošanas pozīcijas kontrole 3D skata logā tiek veikta, izmantojot peli, un tiek apgūta ļoti ātri. Tuvināšanu un tālināšanu kontrolē ar peles ritenīti (pa solim) vai tā kustībām, nospiežot labo pogu (vienmērīgi), nospiežot kreiso pogu, novērošanas punkts pārvietojas ap centru, kas norādīts ar dubultklikšķi, un, ja abas peles tiek nospiestas pogas, tās kustība pārvieto objektu pa logu.

Ērtākajam displejam var iestatīt un atlasīt daudz ko: projekcijas veidu – perspektīvu vai ortogonālu, skata punktu – pa kreisi, pa labi, augšā utt., renderēšanas režīmus, ēnojumu, apgaismojumu, krāsu displeju, faktūru, kā arī iekšējās virsmas. . Ir pat rīks 3D skata loga ekrānuzņēmumu saglabāšanai.

Kopumā rīku klāsts, kas nodrošina ērtu apskati, ir diezgan plašs, taču tie visi ir tikai palīgmehānismi galvenajam: rediģēšanai. Precīzāk, skenēšanas defektu korekcijas, iekļaujot gan visa nevajadzīgā likvidēšanu - piemēram, svešķermeņu daļas, kas iekrīt skenera “redzes laukā”, gan apgriezto darbību - neskenēto laukumu aizpildīšanu.

Varat rediģēt gan visu skenējumu, gan tās atsevišķus kadrus. Šim nolūkam ir pieejams viss rīku komplekts:

Izmantojot kādu no tiem, varat iestatīt vairākus parametrus vai atlasīt noteiktus iestatījumus:

Lūdzu, ņemiet vērā, ka daži rīki ir pieejami tikai noteiktos režīmos. Tātad skenēšanai nevar izmantot “noviržu noņemšanas otu”, taču to var izmantot atsevišķam kadram (tomēr rediģēt katru kadru no vairākiem simtiem ir nepateicīgs uzdevums, un labāk ir izmantot šādus rīkus 3D modelim ).

Mēs varam runāt ne tikai par skenējumiem, kas iegūti, izmantojot Artec Studio. Importēšanas funkcija ļaus ielādēt citus modeļus OBJ, STL, PLY, WRL, PTX formātos un sākt to apstrādi. Tajā pašā laikā ir funkcija automātiskai defektu meklēšanai un labošanai tajos, tostarp importēšanas stadijā.

Piemēram, ņemsim mūsu lasītājiem no iepriekšējām atsauksmēm pazīstamu dinozauru mūsu rīcībā esošajā modelī, kuram ir divi defekti labajā priekšējā ķepā: gaisā karājās elements, nedaudz līdzīgs dzīvnieka divu pirkstu rokai, kā arī kā pupas formas izaugums elkoņa zonā. Ekrānuzņēmumā tie ir atzīmēti ar bultiņām.

Izmantojot pieejamos rīkus, mēs viegli novērsām abus defektus:

Protams, sākotnēji nav iespējams ātri veikt rediģēšanas darbības, taču mēs uzsveram: nepieciešamie rīki ir detalizēti aprakstīti lietošanas pamācībā (arī krievu valodā), to lietošanas paņēmieni ir diezgan vienkārši un ātri apgūstami, īpaši ja jums ir vismaz nelielas prasmes strādāt ar 2D redaktoriem, piemēram, Adobe Photoshop.

Skenē montāžu un globālo reģistrāciju

Lai iegūtu modeli, ieskenētie un rediģētie skenējumi ir jāapvieno – jāreģistrē, kam Artec Studio nodrošina montāžas operāciju. Atlasiet nepieciešamos skenējumus un atveriet šīs darbības logu.

Viens no skenējumiem, kas ir pirmais sarakstā, tiek uzskatīts par reģistrētu, bet pārējās tiks reģistrētas saistībā ar to. Varat izvēlēties citu skenēšanu kā “pamata”.

Vienkāršākais veids ir automātiska stingra montāža. Tomēr daudzos gadījumos, kas galvenokārt ir saistīti ar nepietiekamu skenēšanas pārklāšanās laukumu un zemu tekstūras kvalitāti, tas beidzas ar neveiksmi, un tad jums ir jāstrādā.

Lai sāktu, skenējumus var apvienot manuāli, velkot tos ar peli. Šādas izlīdzināšanas precizitāte ir zema, un šī darbība galvenokārt tiek izmantota kā iepriekšēja darbība citām metodēm.

Precīzākas metodes ietver manuālu vākšanu pēc punktiem: divos skenējumos atzīmējam punktu pārus (vēlams vairākus), kas atbilst tiem pašiem objekta apgabaliem, un noklikšķiniet uz pogas “Savākt pēc punktiem”.

Objektiem, kas uzņemti ar tekstūru, var izmantot arī tekstūras saskaņošanu, taču tas prasa ievērojamu apstrādes jaudu un var ievērojami palielināt montāžas laiku konkrētajā datorā.

Lai apvienotu virsmas (rāmjus) vienā skenēšanas ietvaros, tiek nodrošināts komplekts ar ierobežojumiem. Un objektiem, kas skenēšanas laikā var mainīt formu (cilvēks vai dzīvnieks), tiek izmantots nestīvs mezgls - algoritms, kas papildus kustībai un rotācijai nodrošina arī deformāciju. Tiesa, tas nedarbojas ar skenēšanu, bet gan ar starpmodeļiem, kas iepriekš sagatavoti uz to pamata.

Jebkuru darbību var atcelt vai atkārtot, ja panelī “Montāža” ir norādītas atbilstošās pogas.

Pēc skenēšanas montāžas pabeigšanas visas viena kadra virsmas ir jāpārvērš vienā koordinātu sistēmā, tas ir, jāveic globāla reģistrācija. Sarežģītiem objektiem, kas skenēti ar augstu izšķirtspēju, šī darbība var būt laikietilpīga un prasa lielu RAM daudzumu.

Šai darbībai ir trīs konfigurējami parametri. Pirmkārt, tas ir algoritms: tikai ģeometrija vai ģeometrija un faktūra (otrajā gadījumā izpildes laiks var ievērojami palielināties). Ir norādīts arī minimālais attālums starp blakus esošajiem vienskaitļa punktiem uz virsmas un iterāciju skaits.

Ja nav iespējams veikt globālo reģistrāciju visiem skenējumiem vienlaikus, varat mēģināt to izdarīt diviem no tiem, starp kuriem ir atstarpe. Ja pēc tam atstarpe ir samazinājusies, darbība jāatkārto, palielinot iterāciju skaitu. Darbības ir jāturpina, līdz visi skenējumi ir pilnībā izlīdzināti.

Modeļa iegūšana

Kad globālā reģistrācija ir pabeigta, ir iespējams vēl viens rediģēšanas posms - piemēram, noņemt novirzes, kurām izvēlnē “Komandas” ir paredzēta atbilstoša darbība.

Pēc tam jūs varat turpināt visu iegūto datu apvienošanu vienā daudzstūra modelī - līmēšanu. Artec Studio piedāvā trīs līmēšanas veidus:

• ātra: metode ir visefektīvākā un vismazāk prasīga datora apstrādes jaudai (ieskaitot atmiņu), bet pēc tam var būt nepieciešama papildu rezultātu apstrāde,
• gluda: resursietilpīgāka metode, kas vislabāk piemērota cilvēka ķermeņa modeļu, kā arī virsmu, kurās daļēji trūkst 3D datu, veidošanai,
• Precīza: nedaudz ātrāk nekā gluda līmēšana, nodrošina labākas detaļas un ir piemērota mazu detaļu un smalku malu rekonstrukcijai.

Katram līmēšanas veidam ir no diviem līdz četriem iestatītajiem parametriem:

Piezīme: komandu parametru nosaukumi utt. Krievu valodas saskarnē programmas visbiežāk netiek tulkotas. Varbūt tāpēc, ka burtiskais tulkojums joprojām paliks nesaprotams bez papildu komentāriem, kas sniegti lietotāja rokasgrāmatā.

Pēc līmēšanas iegūtajā modelī var būt defekti (turklāt visbiežāk tā arī būs), kas būs jānovērš. Šim nolūkam Artec Studio nodrošina visu rīku komplektu:

Algoritmi darbojas automātiski, taču jūs varat iestatīt dažus parametrus.

Varat izpildīt apstrādes komandas, palaižot katru no tām manuāli, taču varat arī iespējot atlasītas komandu secības automātisku palaišanu:

Tad operatoram nebūs pastāvīgi jāpievērš uzmanība notiekošajam - tas ir ērti, ņemot vērā faktu, ka atsevišķu komandu izpilde var aizņemt ievērojamu laiku. Bet ir arī mīnuss: visbiežāk, pamatojoties uz konkrētas darbības rezultātiem, ir jāpieņem lēmums par turpmākajām darbībām, tāpēc automātiskais režīms nepārprotami ir paredzēts tāda paša veida objektu apstrādei, komandu secība ( ar noteiktām to parametru vērtībām), par kuriem ir iepriekš izstrādāts. Šādos gadījumos ļoti noderēs pakešapstrādes režīms.

Pēdējā darbība būs teksturēšana - krāsas faktūras uzlikšana iegūtajam modelim, ja tā tika uzņemta skenēšanas laikā un būs nepieciešama, izmantojot modeli. Šim nolūkam ir tekstūras rīks:

Tās piemērošanas rezultāts ir arī nedaudz pielāgojams - jūs varat pielāgot spilgtumu, piesātinājumu utt.

Tādējādi, lai iegūtu kvalitatīvu modeli, jums ir jāpielāgojas - ar pāris skenera kustībām un dažiem peles klikšķiem to var panākt tikai demonstrācijas videoklipos. Zināmā mērā izņēmums var būt tāda paša veida objektu skenēšanas gadījumi, kuru apstrādes procedūras ir iepriekš pārbaudītas un atkļūdotas.

Citas iespējas

Atliek piebilst dažus vārdus par citām Artec Studio programmas piedāvātajām funkcijām.

Jebkurā darba posmā saņemtos datus (skenēs) un to apstrādes rezultātus, ieskaitot izmaiņu vēsturi, var saglabāt diskā projekta faila veidā.

Artec Studio var izmantot kā 3D failu skatītāju. Tā kā diezgan jaudīgā datorā tas tiek palaists ļoti ātri (un nav jēgas to izmantot citos), tas neradīs nekādas neērtības. Un tas nodrošina ievērojamas skatīšanās iespējas.

Tiek atbalstīta sinhronā fotografēšana ar vairākiem skeneriem, kas savienoti ar vienu datoru. Ņemot vērā pašu skeneru ievērojamo cenu, šī var šķist lieka funkcija, taču atcerēsimies: gan skeneri, gan Artec programmatūra joprojām ir rīki profesionālai lietošanai, un daudzu profesionālu problēmu risināšanai vairāku skeneru izmaksas var izrādīties būt nenozīmīgas salīdzinājumā ar papildu iespējām, kas paveras.

Var būt arī vairāki sensori, un dažādus veidus var kombinēt. Ja mēs runājam par Asus Xtion/PrimeSense, tad to var būt līdz astoņiem, un, ja plānojat izmantot Kinect, tad svarīgi atcerēties, ka Microsoft ir savi ierobežojumi vienlaicīgi pieslēgto ierīču skaitam, tāpēc var savienot ne vairāk kā četrus Kinect for Windows vai vienu Kinect Xbox.

Ir rīki mērījumiem - lineārajiem un ģeodēziskajiem, objekta griezumu konstruēšanai un attālumu kartēm starp divām virsmām, kā arī anotāciju veidošanai.

Un, protams, ir iespējama individuāla noklusējuma iestatījumu izvēle – no mērvienībām līdz skaņas brīdinājumiem un darbvietas krāsām.

Artec skeneriem ir Diagnostikas rīka utilīta, kas veic korekcijas vai kalibrēšanas funkcijas (atkarībā no modeļa). Tas var būt nepieciešams, ja skeneris darbības vai transportēšanas laikā ir ticis pakļauts triecienam vai triecienam.

Izsakām cieņu lietošanas pamācības autoriem: tā ir ļoti detalizēta, taču pārlieku “nekošļājot” katru sīkumu, uzrakstīta pilnīgi saprotamā valodā un labi ilustrēta. Īpašnieks var tikai nebūt slinks: izpētiet instrukcijas un izmēģiniet tos praksē.

Alternatīvas

Ja runa ir par darbu tikai ar tādiem lētiem sensoriem kā Kinect, tad nemaz nav nepieciešams izmantot tādas programmas kā Artec Studio, kuru cena ir daudz augstāka nekā pašam sensoram. Varat izmantot citas programmas, tostarp tās, kuras tiek izplatītas bez maksas (dažkārt ar noteiktiem ierobežojumiem) - piemēram, Scenect no Faro, Skanect no ManCTL (šobrīd iegādājās Occipital Inc), Kinnect Fusion no Microsoft un citas.

Lai būtu ar ko salīdzināt, mēģinājām strādāt ar šīm programmām. Īsumā pastāstīsim: par ko mēs maksājam, pērkot Artec Studio, salīdzinot ar bezmaksas vai shareware programmatūru.

Microsoft Kinect Fusion

Patiesībā šis ir tehnoloģijas nosaukums, un starp izstrādātāja rīkiem ir uz to balstīta utilīta Kinect Fusion Explorer. Un šī ir tieši utilīta, kas galvenokārt paredzēta, lai demonstrētu tehnoloģijas iespējas, un tāpēc tajā ne tikai nav rediģēšanas funkciju, bet pat tās saskarne nav aprīkota ar vismaz minimālu ērtību: ir vairāki iestatījumi. , ieskaitot izšķirtspēju un priekšējās un aizmugurējās apmales, un uzņemšana sākas tūlīt pēc utilīta palaišanas.

Tiek pieņemts, ka objekts tiks skenēts vienā sesijā, un, ja kaut kas noiet greizi, jums būs jāsāk no jauna. Un daudz kas var “noiet greizi”: ja sensoru pārvietojat nedaudz ātrāk gar vai ap objektu, parādās kļūdas ziņojums un prasība atgriezt sensoru pēdējā veiksmīgi reģistrētajā pozīcijā, ko ne vienmēr ir iespējams izpildīt.

Procesa pabeigšana ir skenēšanas saglabāšana STL vai OBJ formātā (krāsu tekstūra netiek saglabāta). Skenēšanas apskate un jebkādi manuāli vai automātiski pielāgojumi netiek nodrošināti.

Tādējādi Kinect Fusion Explorer izmantošanas iespēja praksē šķiet ļoti apšaubāma. Mēs uzsveram: mēs novērtējam lietderību, nevis pašu Kinect Fusion tehnoloģiju.

Lietderība tiek izplatīta kā daļa no SDK, taču tā nebija iekļauta 1.6. versijas pakotnē, kuru instalējām, lai Kinect darbotos ar Artec Studio. Man bija jālejupielādē un jāinstalē SDK v.1.7 (ar tās pašas versijas izstrādātāja rīku komplektu). Turklāt jums ir nepieciešama grafiskā karte, kas atbalsta DirectX 11, pretējā gadījumā Kinect Fusion Explorer vienkārši nedarbosies. Turklāt darbs ar citiem sensoriem – piemēram, Asus Xtion – diez vai ir iespējams; Mēs neesam atraduši oficiālu apstiprinājumu tam, taču, spriežot pēc paša SDK koncepcijas, galvenokārt pēc tā nosaukuma, aprīkojuma saraksts, iespējams, ir ierobežots ar Kinect modeļiem.

Skanect

Šī jau ir manāmi pilnīgāka 3D skenēšanas programma, kas atbalsta darbu ar dažādiem sensoriem un, izmantojot modernās NVidia videokartes, ļauj izmantot CUDA arhitektūras iespējas. Vēl viena šīs programmas priekšrocība ir tā, ka tā var darboties ne tikai operētājsistēmā Windows (32 vai 64 bitu), bet arī operētājsistēmā Mac OS X. Tomēr Skanect bezmaksas versija ir paredzēta ne tikai nekomerciālai lietošanai, bet tai ir arī daži funkcionāli ierobežojumi - piemēram, jūs nevarat saglabāt augstas izšķirtspējas modeļus (lai gan tas nav īpaši svarīgi primitīviem sensoriem, piemēram, Kinect).

Mēs izmēģinājām versiju 1.70 operētājsistēmai Windows.

Iestatījumi ļauj iestatīt ne tikai priekšējās un aizmugurējās robežas, bet visu kubisko laukumu (izmērs mainās ar 10 cm soli, lai skenētu augstus objektus, piemēram, cilvēku, šī laukuma augstumu var dubultot);

Jūs varat sākt skenēšanu ar aizkavi (iestatīt ar 1 sekundes soli), un programmas logā lielos skaitļos tiks parādīta atpakaļskaitīšana - tieši tā trūkst Artec Studio.

Visa objekta skenēšana jāveic vienā sesijā. Ir pieejamas pilnas skenējuma skatīšanas iespējas un dažas automātiskās korekcijas funkcijas - asu stūru izlīdzināšana, detaļu pabeigšana nepilnīgi skenētajos apgabalos (piemēram, caurumu aizpildīšana), kā arī sīku detaļu noņemšana un malu skaita samazināšana, lai vienkāršotu modeli. Tiek atbalstītas arī krāsu faktūras.

Lai veiktu precīzākus pielāgojumus, varat pārsūtīt skenēšanu uz ārēju redaktoru un pēc tam augšupielādēt rezultātu pakalpojumā Skanect, taču tam ir nepieciešama Pro versija (maksa).

Šīs programmas būtiska priekšrocība ir tās apgūšanas vienkāršība, kas ļauj to ieteikt tiem, kuri sper pirmos soļus 3D skenēšanā. Tomēr jums būs nepieciešamas angļu valodas zināšanas.

Faro programmatūra

Sarežģītāka ir Faro Scenect programma. Diemžēl tas nevar darboties ar Kinect draiveriem, kas ir instalēti kā daļa no atbilstošā Microsoft SDK un ir nepieciešami Artec Studio, Skanect un, protams, Kinect Fusion. Scenect prasīs tos noņemt un instalēt OpenNI draiverus, pretējā gadījumā sensors netiks atpazīts. Tas var būt saistīts ar faktu, ka programma ir īpaši izstrādāta Faro Scene programmatūras bezmaksas versija, kas paredzēta darbam ar profesionāliem Faro 3D lāzerskeneriem.

Mēs veltījām laiku, lai to izdarītu, lai īsi runātu par šo programmu versijā 5.2. Lai saņemtu izplatīšanu, jāaizpilda reģistrācijas forma, pēc kuras uz tajā norādīto e-pastu tiks nosūtīta lejupielādes saite.

Programma var darboties ar Kinect un Asus Xtion Pro Live sensoriem (izplatījumā ir tiem nepieciešamie OpenNI draiveri), un, lai palielinātu precizitāti, tos var kalibrēt, izmantojot uz printera iepriekš uzdrukātu kalibrēšanas lapu. Tiesa, šādas procedūras iespējamība šādiem primitīviem sensoriem nav īsti skaidra.

Lai strādātu, jums būs nepieciešams dators ar MS Windows 64 bitu versiju. Operētājsistēmai Mac OS X nav īpašu izplatījumu, un dokumentācijā nav minēta iespēja strādāt ar šo OS. Nav krievu valodas interfeisa, un nav instrukciju krievu valodā.

Šo programmu ir ievērojami grūtāk apgūt nekā Skanect – piemēram, ir jāsaprot tādi jēdzieni kā skenēšana, skenēto punktu mākonis (skenēšanas punktu mākonis), darbvieta (darbvieta) un projekts (skenēšanas projekts), taču iespējas ir daudz plašāks: objekts jau nav nepieciešams skenēt vienā sesijā, jūs varat veikt vairākas skenēšanas iespējas.

Skenēšana sākas tūlīt pēc atbilstošās pogas nospiešanas.

Protams, ir arī uzlaboti skatīšanās rīki. Tiek atbalstītas krāsu faktūras, kā arī piesaiste ārējai koordinātu sistēmai un salīdzināšana ar CAD modeļiem. Ir arī dažas rediģēšanas iespējas, izmantojot dažādus atlasītājus un atlases otas.

Taču Skanect nevar iegūt 3D drukāšanai piemērotu modeļa failu. Lai izveidotu tīklu, vispirms jāsaglabā rezultāts kādā no pieejamajiem formātiem, piemēram, VRML (*.wrl):

Un pēc tam atveriet to tādā programmā kā MeshLab un izmantojiet to, lai izveidotu failu STL vai OBJ formātā.

Tādējādi, ja salīdzina ar Skanect minimālo funkcionalitāti, nemaz nerunājot par primitīvo Kinect Fusion Explorer, tad Scenect pēc savām iespējām ir daudz tuvāks Artec Studio, lai gan apstrādes “ideoloģija” ir ļoti atšķirīga. Tomēr Scenect ir tikai Faro Scene programmas versija, kas pielāgota divu veidu lētiem sensoriem ar ierobežotām iespējām, kas nepavisam nav paredzēti profesionālam darbam. Tas ir, šī ir acīmredzama “ēsma”: cilvēks, kurš ir pavadījis daudz laika un pūļu, lai apgūtu Scenect sarežģījumus un ir nolēmis pāriet uz darbu ar profesionālas klases 3D skeneriem, neizbēgami sliecas uz Faro produktiem.

Tas ir, jau tagad ir skaidrs, ka Faro un Artec ir konkurenti 3D skeneru tirgū; Mēs nesalīdzināsim viņu produktu cenas, mēs atzīmēsim tikai dažus punktus. Pirmkārt: žēl, ka Artec nav šādas “ēsmas” - testēšanai ar pieņemamiem sensoriem varat izmantot tikai 30 dienu izmēģinājuma versiju, kas ne vienmēr ir pietiekami. Otrkārt: Artec produkti pašlaik ir izdevīgi salīdzinājumā ar Faro, jo programmatūrā ir ne tikai dokumentācija krievu valodā un krievu interfeiss, bet arī atbalsta pakalpojums, kas ir gatavs sazināties ar krievvalodīgajiem lietotājiem, un tas ir diezgan svarīgs jautājums dārgiem lietotājiem. iekārtas un dārga programmatūra.

Secinājums

3D skenēšanas programmas, piemēram, Artec Studio, pašlaik ir diezgan specifiski produkti, ja ne eksotiski. Ir ļoti maz cilvēku, kuriem ir profesionāla pieredze vairākās no šīm programmām un kas spēj veikt saprātīgu un līdzsvarotu iespēju salīdzinājumu; Diemžēl mēs neesam viens no tiem, un tāpēc atturēsimies izdarīt secinājumus. Izņemot vienu lietu, kas ir tīri subjektīva: pateicoties labi izveidotas dokumentācijas pieejamībai un lietotājam draudzīgam interfeisam, Artec Studio apgūšana mums nešķita neiespējams uzdevums – ja vien būtu laiks un vēlme.

Ceram tuvākajā laikā iepazīstināt lasītājus ar citiem Artec produktiem – skeneriem.

Tā kā izmantotās iekārtas darbojas, izmantojot strukturētā apgaismojuma metodi, jāņem vērā, ka melnas virsmas absorbē gaismu, bet glancētas virsmas to atstaro. Tāpēc skenējamais objekts vispirms ir jāattīra no netīrumiem un, ja nepieciešams, jāuzklāj matējošais aerosols. Tas atvieglo un paātrina skenēšanas procesu un vienlaikus darbojas kā primer, t.i. ļauj iegūt vienmērīgāku objekta virsmu. Pārklājumu var viegli noņemt ar ūdeni vai spirtu. Taču ir gadījumi, kad matēšana tiek izslēgta, piemēram, skenējot dārgas rotaslietas, no kurām būs grūti izņemt kādu atlikušo izstrādājumu.

Lai palielinātu rezultāta precizitāti, objekts tiek apzīmēts ar īpašiem punktiem uz kontrastējoša fona, kas tiek automātiski nolasīti 3D skenēšanas laikā un tiek izmantoti atsevišķu skenējumu savienošanai.

2.Ierīces konfigurēšana un skenēšanas zonas izvēle

Atkarībā no izmantotā aprīkojuma iespējams 3D skenēt dažādu ģeometrisku formu un izmēru objektus (mūsu studijas aprīkojums ļauj strādāt ar objektiem, kuru izmērs ir no 3 cm līdz 2 m). Lai iegūtu maksimāli kvalitatīvu 3D skenēšanu, ir pareizi jāizvēlas “skenēšanas zona”, jāizvēlas ērta vieta skenera novietošanai, kā arī pēc uzstādīšanas jākalibrē aprīkojums.

3. Detaļas visaptveroša skenēšana

Objekta 3D skenēšana tiek iegūta, nolasot to no dažādiem punktiem. Tomēr dziļu caurumu gadījumā tiek skenēts redzamais laukums, un 3D skenerim “neredzamā” daļa tiek pabeigta manuāli cietvielu modelēšanas laikā. Process prasa rūpību un skrupulozu pieeju – nepareizas uzstādīšanas, aprīkojuma konfigurācijas vai datu pārsūtīšanas kļūdas gadījumā visas darbības var būt jāatkārto.

4. Atsevišķu skenējumu savienošana vienā struktūrā

Skenēšana un sekojoša rāmju sašūšana tiek veikta īpašās programmās, piemēram, RangeVision ScanCenter un RangeVision ScanMerge. Šūšanas procesā iegūtie skenētie attēli arī tiek apstrādāti un noņemti no trokšņa, gružiem un caurumiem.

Šajā posmā veiktā darba rezultāts ir daudzstūra STL modelis, kas ir trīsstūru kopa.

5.Stl modeļa apstrāde

Skenēšanas pabeigšanas process ir viens no darbietilpīgākajiem 3D skenēšanas procesā. Galu galā gala rezultāts ir tieši atkarīgs no šūšanas un pēcapstrādes kvalitātes. Iegūto 3D modeli STL formātā var uzreiz izdrukāt uz 3D printera.

6.Cieta modeļa izveide

Ja jums ir nepieciešams strādāt ar modeli datorizētā projektēšanas (CAD) sistēmā, vispirms ir "jāsacietē" virsma, piemēram, izmantojot Geomagic Control X programmatūru. Pēc tam iegūto cieto modeli var rediģēt jebkurā CAD sistēma (Compass, Solidworks, Design X utt.)

7.Būvkoka izveide 3D modelim

Lai iegūtu skenēta objekta zīmējumu, vispirms jāizveido konstrukciju koks, kas ir grafiski attēlots objektu secība, kas veido gatavo produktu: plaknes, biedri, telpiskās līknes un citi elementi.

8.Zīmējuma veidošana

Pamatojoties uz galīgo modeli, tiek izveidots zīmējums. Ja nepieciešams, to papildina ar skenēšanu vai kontūru lāzergriešanai. Pirms rasējuma veidošanas tiek veikta materiālzinātnes ekspertīze, lai izvēlētos materiālu. To var izvēlēties arī dizainers, pamatojoties uz detaļas ekspluatācijas apstākļiem un mērķi.

Pasūtīt var, sazinoties ar uzņēmuma Zanimatika speciālistiem. Mūsu studijā ir viss nepieciešamais aprīkojums un programmatūra, lai sasniegtu augstas precizitātes jebkuras sarežģītības modeļus. Sazinies ar mums!

Piedevu tehnoloģiju pievilcību ir grūti pārvērtēt. Tāpēc mūsdienās 3D drukas atbalsta aprīkojums ir tik populārs. Ja jums ir ierobežots budžets, varat pats izgatavot 3D skeneri. Lai to izdarītu, viņi izmanto pieejamos rīkus un vienības vai vienkārši pārvērš parastu viedtālruni par skeneri.

3D skenera izgatavošana, izmantojot tīmekļa kameru

Lai izveidotu paštaisītu 3D skeneri, jums būs nepieciešams:

• augstas kvalitātes tīmekļa kamera;
• lineārais lāzers, tas ir, ierīce, kas izstaro lāzera staru (lai iegūtu augstas kvalitātes skenēšanu, labāk, lai stars būtu pēc iespējas plānāks);
• dažādi stiprinājumi, ieskaitot leņķi kalibrēšanai;
• īpaša programmatūra skenētu attēlu un datu apstrādei.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka bez atbilstošas ​​programmatūras jūs nevarēsit izveidot objektu un objektu digitālo modeli. Tāpēc sākotnēji parūpējies par speciālo programmu pieejamību. Piemēram, lāzerskeneris DAVID un Triangles tiek uzskatīti par pamata, taču tiem ir jāizmanto rotējoša virsma.

Sāciet ar kalibrēšanas leņķi. Lai to izveidotu, izdrukājiet veidni (tā ir iekļauta programmā). Novietojiet to tā, lai tas izveidotu 90 grādu leņķi. Ir svarīgi, lai drukāšanas laikā tiktu saglabāts pareizais mērogs. Lai to izdarītu, izmantojiet kalibrēšanas skalu. Kamera tiek kalibrēta automātiski vai manuāli, to nodrošina arī programmatūra.

Lai skenētu vienumu, tas jānovieto kalibrēšanas stūrī un tam pretī jāinstalē tīmekļa kamera. Ir svarīgi novietot objektu tieši ekrānā redzamā attēla centrā. Tīmekļa kameras iestatījumos ir jāatspējo visi automātiskie pielāgojumi. Tie arī palīdz iestatīt lāzera stara krāsu. Nospiežot “Start”, tiek veiktas vienmērīgas kustības. Sijai jāapgriež objekts no visām pusēm. Šis būs pirmais skenēšanas cikls. Nākotnē ir jāmaina lāzera pozīcija, lai aptvertu visus iepriekš neapstrādātos punktus.

Pēc visu procesu pabeigšanas skenēšana apstājas un programmā tiek atlasīts režīms “3D displejs”. Ja jums nav pie rokas lāzera, varat to aizstāt ar spilgtu gaismas avotu. Tas nodrošinās ēnu līnijas projekciju. Tomēr šajā gadījumā mainiet iestatījumus programmā, kas atbildīs šiem parametriem.

3D skenera izgatavošana no divām tīmekļa kamerām

Ja jums nepieciešama augsta digitalizācijas precizitāte, jums būs jāizmanto divas tīmekļa kameras. Šajā gadījumā gaismas avots tiek aizstāts ar otru kameru. Divu kameru 3D skeneris, ko dari pats, ļauj samazināt aprēķinu laiku punktiem, kas atrodas lāzera joslā.

3D skenera izgatavošana no projektora un tīmekļa kameras

Šim nolūkam jums būs nepieciešams:

• projektors;
• tīmekļa kamera;
• DAVID-laserscanner programma;
• tīmekļa kameru un projektoru statīvi;
• kalibrēšanas panelis (piestipriniet divas mazas skaidu plātnes loksnes 90 grādu leņķī un pielīmējiet papīra loksnes ar iepriekš apdrukātām veidnēm, izmantojot sausu līmi);
• atskaņotājs (var izgatavot no veca grace trenažiera un vairākām tapām).

Lai skenētu objektu, novietojiet to vertikāli un veiciet 7-8 skenējumus, pagriežot to aplī. Mēs apvienojam iegūtos skenējumus. Pēc tam mēs mainām objekta pozīciju un veicam to pašu procedūru. Mēs apvienojam objekta abu pušu skenēšanu. Noklikšķinot uz pogas “drošinātājs”, mēs iegūstam objekta trīsdimensiju modeli. To var saglabāt jebkurā izvēlētajā formātā un pēc tam apstrādāt, izmantojot:

• Delсam LastMaker;
• Easylast;
• Pēdējā projektēšana un inženierija;
• Forma 2000;
• Kurpnieks QS.

3D skenera izgatavošana no spēļu konsoles

Xbox One ir konsole, kas jau ir aprīkota ar otrās paaudzes Kinect un to var izmantot kā 3D skeneri. Ja jums ir parasts spēļu kontrolieris, varat izveidot 3D skeneri no kinect, izmantojot šādas programmas:

1. Kinect Fusion. Izveido ļoti detalizētus modeļus, nolasot datus no Kinect sensoriem.
2. Skanect. Ar tās palīdzību tiek izveidoti telpu 3D attēli ar visiem tajās esošajiem objektiem. Lai izveidotu apkārtējās telpas trīsdimensiju modeli, jums vienkārši jāpagriež ierīce ap sevi. Lai detalizētu atsevišķus objektus, ir nepieciešams vēlreiz vērst kameru pret tiem.

3D skenera izgatavošana no viedtālruņa

Kā izveidot 3D skeneri no parastas mobilās ierīces? Mūsdienās šim nolūkam tiek izmantoti dažādi programmatūras produkti. Ar viņu palīdzību viedtālrunis pārvēršas par pilnvērtīgu 3D skeneri. Populārākie programmatūras algoritmi:

1. MobileFusion. Tas izseko objekta stāvokli, izmantojot standarta kameru, un pēc tam uzņem fotoattēlu. No fotogrāfiju sērijas tiek iegūts trīsdimensiju modelis. Darbojas dažādās platformās un OS.
2. Palīdz izveidot jebkuru objektu trīsdimensiju fotogrāfijas un pēc tam nosūta tās uz 3D printeri.
3. Autodesk 123D Satch. Izmantojot šo programmu, tiek izveidoti un uz aditīvām ierīcēm izdrukāti ēku, cilvēku un citu objektu trīsdimensiju modeļi, kurus iespējams fotografēt no visiem leņķiem un pusēm.

Šādām sistēmām nav nepieciešamas aparatūras modifikācijas vai interneta pieslēgums. Lai sāktu, jums vienkārši jāpalaiž mobilā lietojumprogramma un jāpārvieto tālrunis ap objektu, kas tiek skenēts.