Programska oprema za 3D skeniranje. Ustvarjanje trdnega modela

Ko začnemo s pregledom programske opreme za 3D modeliranje in oblikovanje, je treba izpostaviti dve globalni nalogi, ki ju namerava rešiti:

  • obdelava podatkov 3D skeniranja in modeliranja;
  • priprava modelov za 3D tisk.

V tem članku si bomo ogledali glavne funkcionalnosti in prednosti programskih izdelkov, ki jih na ruskem trgu predstavlja iQB Technologies.

I. Programska oprema za obdelavo podatkov 3D skeniranja

Pomembno je razumeti, da je sam proces skeniranja le prva faza dela; je preprosto zbiranje "surovih" informacij. Da bi dobili končni rezultat, moramo podatke skeniranja obdelati s specializirano programsko opremo.

Namen te vrste programske opreme je izdelava virtualne tridimenzionalne kopije fizičnega objekta za njegovo kasnejšo uporabo v sistemih za računalniško podprto načrtovanje, tehnološko pripravo proizvodnje in inženirske analize (CAD/CAM/CAE).

Po končanem skeniranju se prejeti podatki obdelajo v programskih izdelkih. 3D skenerji podatke predstavljajo kot oblak točk, sodobni modeli pa podatke predstavljajo kot poligonalne modele (točke, ki so sešite skupaj s triangulacijo). S programsko opremo lahko odpravite napake v skeniranem modelu, ustvarite nabor NURBS površin, oblikujete polne parametrične trdne modele, analizirate morebitne spremembe in napake, izvajate raziskave, primerjalne analize ter nadzirate velikost in kakovost fizičnega objekta. .

Rezultati 3D skeniranja in izdelava CAD modela v programski opremi Geomagic Design X

3D skeniranje in s tem obdelava prejetih podatkov rešuje naslednje probleme:

  • kontrola geometrije (vključno z geometrijsko kontrolo med delovanjem za merjenje obrabe, vhodna in izhodna kontrola izdelkov);
  • obratno inženirstvo (za obnovitev in/ali optimizacijo oblike predmeta, obratno inženirstvo in izdelava modela CAD);
  • za rekonstrukcijo ali prenovo zgradb, objektov, objektov;
  • pregled zbiranja;
  • ustvarjanje digitalnih arhivov.

V proizvodnji se 3D skeniranje uporablja predvsem za obratno inženirstvo in nadzor geometrije.

  • razpoložljivost makro skriptov za avtomatizacijo procesov;
  • najlažji način za shranjevanje in pretvorbo teksture in površinske teksture, tudi v zemljevid teksture;
  • inovativna zmožnost pretvorbe zvitih površin v ravne za njihovo merjenje, modeliranje teksture in teksture, ustvarjanje 2D skic;
  • preprost in hiter način za ustvarjanje 3D modela za tiskanje iz območja točk;
  • Podpira vse XYZ/ASCII 3D digitalizatorje, kamere in skenerje ter obravnava urejene in neurejene podatke o površini in volumnu.

Geomagic Control X: zmogljiva programska oprema za nadzor geometrije

Prilagodljiv programski izdelek za prepoznavanje in reševanje problemov nadzora kakovosti, ki ponuja bogata s funkcijami in intuitivna orodja za merjenje, upravljanje in analizo.

Neposredna naloga programske opreme je primerjati podatke iz delujočega izdelka z referenčnim modelom in sestaviti celovita poročila v priročni obliki. Postopek poročanja je mogoče avtomatizirati, dobljene podatke pa enostavno izmenjati z vsemi udeleženci projekta. Control X lahko znatno izboljša delovanje naprave pri izvajanju nadzora kakovosti izdelkov.

Nadzor X je:

  • sposobnost primerjave dobljenih podatkov tako s standardom kot z drugimi podatki;
  • nadzor in analizo prejetih informacij v primerjavi s standardnimi in drugimi podatki;
  • prilagodljiva naložljiva poročila z možnostjo avtomatiziranega nadzora;
  • podpora za podatke, pridobljene ne samo s 3D skeniranjem, ampak tudi na druge načine;
  • podpora za veliko število formatov, ki vam omogoča nadzor in analizo podatkov iz različnih virov;
  • intuitiven vmesnik.

Geomagic Design X: nove možnosti za delo v CAD

Najobsežnejša razpoložljiva programska oprema za obratno inženirstvo, od podatkov 3D skeniranja do ustvarjanja trdnih modelov CAD.

  • sposobnost izdelave drevesa za konstruiranje CAD dela v najpogostejših mednarodnih CAD sistemih;
  • poustvarjanje zgodovine konstrukcije CAD dela v najnaprednejših CAD sistemih;
  • hitra rekonstrukcija modelov iz skeniranih podatkov;
  • različna orodja in algoritmi za obdelavo podatkov.

Geomagic for SolidWorks: hitra pot od fizičnega objekta do delovnega okolja CAD

Še ena programska rešitev za obratno inženirstvo s širokim naborom funkcij. Gre za nabor programskih orodij, ki zagotavlja napredne zmogljivosti za uporabo oblakov točk in poligonov v procesu načrtovanja. To je vtičnik, ki je združljiv s priljubljenimi modeli 3D skenerjev in podpira uvoz standardnih formatov datotek točk in poligonov.

Geomagic za SolidWorks je:

  • hitra avtomatizirana obdelava oblakov točk;
  • močna orodja za poravnavo;
  • avtomatska površinska obdelava;
  • oblikovanje prerezov mrež;
  • 3D primerjava z analizo odstopanj vstopnega nivoja;
  • nadzor odstopanj v vseh fazah projektiranja;
  • izdelava visokokakovostnih trdnih modelov;
  • integracija z industrijskimi 3D skenerji za neposredno delovanje skenerja v SolidWorks, vključno s FARO, Hexagon, Nikon, Vialux in Capture from 3D Systems;
  • prijazen, intuitiven vmesnik.

3D skenerji Creaform: vse je že vključeno

Za razliko od drugih proizvajalcev 3D skenerjev svoje naprave dobavlja s popolnoma integrirano programsko opremo VXelements, modula VXModel in VXInspect pa je mogoče kupiti ločeno.

  1. VXelements– univerzalna platforma, ki združuje vse bistvene elemente in orodja v uporabniku prijazno, preprosto in optimizirano delovno okolje.
  2. VXmodel– Programska oprema za obratni inženiring. Pretvori podatke skeniranja 3D za uporabo v vseh običajnih CAD ali .
  3. VXinspect– programska oprema za nadzor kakovosti.

II. Programska oprema za pripravo modelov za 3D tiskanje

Materialize Magics: 3D modeliranje na podlagi podatkov CAD in 3D skeniranja

Univerzalno rešitev ponuja podjetje, ki je razvilo programski izdelek posebej za strokovnjake v aditivni proizvodnji Čarovnije. Omogoča vam hitro in natančno ustvarjanje posameznih plasti komponent na podlagi podatkov 3D CAD ali podatkov 3D skeniranja. Magics zagotavlja celoten cikel – od uvoza podatkov (v STL in drugih formatih) in analize kakovosti do podpore ustvarjanju, pripravi platforme in naknadni obdelavi.

Prednosti programske opreme Materialize Magics:

  • hitrost, optimizacija in visoka zanesljivost vseh procesov;
  • nabor praktičnih in učinkovitih rešitev za pripravo platform, gradnjo podpore za uporabo katerega koli;
  • Široka funkcionalnost za urejanje modelov (dodajanje logotipov, tekstur, slik);
  • sposobnost izdelave kompleksnih rezov (na primer z vgrajenimi povezovalnimi zatiči), logičnih operacij itd.;
  • prisotnost obsežne knjižnice za skoraj vse modele opreme s predpisanimi in prilagodljivimi parametri;
  • analiza in korekcija modelov (hitra korekcija, priprava in optimizacija poligonalne mreže z najboljšim ohranjanjem teksture, barve in kakovosti, analiza morebitnih težav);
  • širok nabor orodij za izvajanje poslovnih procesov aditivne proizvodnje;
  • intuitiven, enostavno prilagodljiv vmesnik s tehnično podporo razvijalca v ruskem jeziku.

Kaj je vključeno v Magics

  1. Osnovni modul RP. Ima široko paleto posebnih funkcij za urejanje modelov in deluje z velikim številom uvoženih formatov datotek. Hitro, natančno in geometrično popravi napake v prenesenih datotekah. Ohranja izvirno barvo, teksture in teksture predmetov po "ozdravitvi" prenesenih datotek, odvisno od nastavitev. Priročno konfigurira procese v vseh fazah priprave za tisk.
  2. 12 dodatnih modulov za opravljanje posebnih funkcij. Na primer, Magics Import Module vam omogoča uvoz številnih različnih formatov; Modul Magics Structures vam omogoča oblikovanje in tiskanje celičnih struktur in plasti; Magics Slice Module se uporablja za prenos predmetov na ravni plasti delov v formatih CLI, F&S, SLC, SSL; Volume Support Module in Tree Support Module sta sklopa podpor itd.
  3. Ločen 3-matic osnovni modul zasnovan za modeliranje delov v formatu STL (standardna triangulacija). Omogoča izvedbo topološke optimizacije na ravni mikrostrukture, vključno z uporabo številnih CAE programov.

Vsak 3D skener na trgu med delovanjem generira na milijone matematičnih linij, koordinat in podatkov, ki jih človek brez posebne programske opreme ne more razumeti. Program opravlja zelo zapleteno količino dela: sprejema podatke iz optičnega bralnika, jih obdeluje, popravlja in posodablja ter pretvori v primeren format za izpis. Zato ob nakupu 3D skenerja takoj pomislite na nakup ustreznega paketa programske opreme. Celoten katalog najdete na strani https://cybercom.ru/catalog/3d-software/.

Pomoč pri skeniranju

Začetna nastavitev skenerja, nastavitev osnovnih parametrov, sprejem primarnih podatkov in njihova enostavna obdelava - to opravijo programi prvega kroga. Artec Studio velja za vodilnega v tem pogledu. Kompleks je priljubljen med začetniki, saj ima preprost in intuitiven vmesnik. Vendar pa ima široko funkcionalnost, ki je dovolj za delo s katero koli napravo.

Obdelava rezultatov

Torej imate primarno 3D skeniranje predmeta, s katerim še ni mogoče delati. Najprej ga je treba obdelati. To naredijo drugi programi, ki pretvarjajo neobdelane podatke v modele, ki jih je mogoče urejati. Takšne rešitve so zasnovali v 3D Systems. Ima več zanimivih primerkov:

  • Geomagic Design X. Program ustvari parametrične modele CAD in pretvori nastale skeniranje v nekaj sekundah. CAD modeliranje dosega novo raven.
  • Geomagic za SOLIDWORKS. Kompleks pretvori skenirani predmet v polprevodniški digitalni prototip za nadaljnje delo v okolju SolidWorks.
  • Geomagic Wrap. Predstavljena najenostavnejša in najcenejša rešitev. Zelo primeren za tiste, ki jim ni treba reševati kompleksnih proizvodnih problemov.

Priprava za tisk

Danes so skenerji neločljivi od 3D tiskalnikov. Prvi zajamejo fizične lastnosti predmetov, drugi pa uresničijo izboljšane modele in prototipe. Toda za normalno delovanje potrebujejo zmogljiv programski paket. Pozornost si zaslužijo:

  • Magics RP. Univerzalni program, ki deluje s formatom STL. Pomagal vam bo pripraviti obdelovanec za tisk, odpraviti napake in predlagati najboljšo rešitev.
  • Mimike. Specializiran paket, ki je našel uporabo v medicini. Pomaga pri obdelavi podatkov iz MRI, CT in drugih medicinskih naprav. Ustvari zelo natančne modele človeškega telesa za nadaljnji prenos lečečemu zdravniku.

Cybercom ponuja več informacij o tehnologijah 3D skeniranja, sodobnih 3D tiskalnikih in sorodni programski opremi. Informacije so na voljo na uradni spletni strani

profesionalno orodje za ustvarjanje tridimenzionalnih modelov

Ker imam pri roki 3D-tiskalnik, si resnično želim na njem ponoviti kakšen predmet - ne enega od tistih, katerih modele v različnih formatih je mogoče prenesti na internetu, ampak svojega. To je lahko del naprave, ki ga ni mogoče kupiti za popravilo, ali najljubša otroška igrača ali kakšen drug predmet, katerega izdelava 3D programskega modela je težka ali nemogoča (tudi zato, ker takšno modeliranje zahteva drage programe in sposobnost dela z njimi).

Zato lastnik 3D-tiskalnika zelo kmalu začne razmišljati o 3D-skenerju. Vendar pa je skeniranje z namenom naknadnega tiskanja volumetričnih kopij le ena od mnogih možnih aplikacij 3D skenerjev, najbolj očitna z vidika zasebnih navdušencev nad 3D tiskanjem z njihovimi razmeroma poceni tiskalniki, a daleč od najpomembnejše in v povpraševanje. Pogosteje govorimo o precej profesionalnih in komercialnih nalogah, ki segajo od najpreprostejših, kot je ustvarjanje 3D portretov ljudi, ki je zelo priljubljeno med napredno publiko, od česar se dobro zasluži, in konča z ustvarjanjem slik. edinstvenih muzejskih eksponatov, notranjosti prostorov, območij zemeljske površine za arheološka in paleontološka izkopavanja 3D skener lahko najde delo v medicini, proizvodnji oblačil in obutve, arhitekturi, varnostnih sistemih in mnogih drugih področjih človekovega delovanja, ki jih ne bomo naštevali, saj je o tem na spletu že dovolj sporočil.

Seveda mora obstajati neka programska oprema med optičnim bralnikom in tiskalnikom ali naprava za prikaz nastalega skeniranja - na primer monitor, tako kot se zgodi pri "papirnatem" skeniranju. Res je, že v prejšnjih pregledih smo ugotovili, da je podpora za 3D skenerje, ampak tudi 3D tiskalnike, še zelo daleč od integracije v operacijske sisteme, zato proizvajalci 3D skenerjev na tej stopnji običajno razvijajo tudi programsko opremo za skeniranje. in pretvorbo skenov v 3D modele, primerne za nadaljnjo uporabo.

Spoznavanje takšnih izdelkov bomo začeli s podjetjem (v besedi "Artek" je poudarek na drugem zlogu), ustanovljeno leta 2007 in ki je zdaj razvilo in množično proizvedlo linijo kompaktnih, a precej profesionalnih skenerjev s programsko opremo, ki uporablja lastne algoritme obdelave. Podjetje je mednarodno, vendar z veseljem ugotavljamo, da se eden od razvojnih in proizvodnih centrov nahaja v Moskvi.

Tako kot mnogi drugi proizvajalci 3D opreme izdelki podjetja še niso zasnovani za množičnega uporabnika, predvsem zaradi cene, čeprav so skenerji Artec opazno, včasih 2-3 krat, cenejši od funkcionalnih analogov s primerljivimi lastnostmi. Seveda bo tukaj vse odvisno od povpraševanja: podjetje ne bo ostalo v okviru razvoja in proizvodnje izdelkov za profesionalce z znatnimi sredstvi, vendar, ko se bodo pojavile priložnosti, ne bo zanemarilo potrošnikov z omejenim proračunom.

Ker je tema precej obsežna, se bomo najprej seznanili s programom Artec Studio, ki vam omogoča hitro ustvarjanje tridimenzionalnih modelov različnih predmetov z uporabo enega ali več modelov skenerjev ali senzorjev Artec nekaterih drugih proizvajalcev. Zagotavlja ne samo nadzor skeniranja, ampak tudi obdelavo prejetih podatkov, kot tudi optimizacijo mreže in druge operacije, potrebne za ustvarjanje visokokakovostnega 3D modela, ki ga je mogoče poslati tiskalniku ali stroju, uvoziti v programe za 3D modeliranje ali uporabiti v kakršne koli druge namene.

Namestitev

Preden začnete, morate na spletnem mestu ustvariti račun, ki bo pomagal pri spletni registraciji programske opreme in poenostavil dostop do distribucijskih kompletov in nekaterih informacijskih gradiv. Ta račun bo veljaven za vsa mesta in storitve Artec, vključno z virom za skupno rabo 3D modelov.

V primeru, da računalnik iz varnostnih razlogov ni povezan v internet, je možna tudi offline aktivacija. Res je, še vedno boste potrebovali račun in računalnik z dostopom do interneta: na njem bo ustvarjena posebna datoteka, ki jo boste morali prenesti v računalnik z Artec Studio s pomočjo bliskovnega pogona ali drugega medija.

Licenca je vezana na določeno konfiguracijo računalnika in vsaka nadgradnja strojne opreme, vključno s spremembo trdega diska, povzroči izgubo aktivacije programske opreme. Pravzaprav s tem ni nič narobe: če je sprememba konfiguracije načrtovana, lahko sami deaktivirate licenco in jo nato po nadgradnji znova aktivirate. Edina stvar, ki v takih primerih ni zelo priročna, je, da deaktivacija pomeni tudi odstranitev samega programa. V primeru aktivacije brez povezave licence ni mogoče deaktivirati.


Če je zamenjavo računalniških komponent povzročila okvara ali ste preprosto pozabili deaktivirati, lahko obnovite licenco s pomočjo službe za podporo podjetja. V navodilih je navedeno, da je število deaktivacij in poznejših aktivacij lahko omejeno, vendar so nam zagotovili, da v resnici ni tako: če na spletu ne deluje, lahko s pomočjo podporne službe vedno obnovite aktivacijo.

Nameščen program Artec Installation Center (AIC) vam bo pomagal razjasniti, koliko licenc je na voljo in so že aktivirane, prikazal bo seznam nameščenih skenerjev Artec in jih pomagal aktivirati, z desnim klikom na vrstico z imenom programa pa se bodo prikazali podatki ki se lahko zahteva pri stiku s tehnično podporo. AIC bo spremljal razpoložljivost novih različic programske opreme in pomagal pri posodabljanju aplikacij.

Pri namestitvi programske opreme so uporabniški priročniki nameščeni tudi v angleščini in ruščini - datoteke PDF Manual-9.2.0-RU in Manual-9.2.0-EN. Kljub različnim imenom smo namestili popolnoma enake datoteke v angleščini, vendar je to začasen pojav: prevod v ruščino se je pojavil pred kratkim in niso imeli časa, da bi ga vključili v distribucijo. Prav tako nismo mogli najti priročnika v ruskem jeziku na uradni spletni strani v času, ko smo začeli delati s programom, vendar je bila povezava do njega še vedno najdena v našem osebnem računu in bi morala biti vključena v distribucijo v bližnji prihodnosti .


Poleg Artec Studia je tu še Artec SDK - nabor algoritmov, dokumentacije in primerov, torej konstruktor, s katerim lahko vsak uporabnik, ki ima Artec skener (naprave drugih proizvajalcev niso podprte) in Visual Studio sestavi svoj lastno aplikacijo ali vtičnik. En primer uporabe SDK je integracija skenerjev Artec s programsko opremo Autodesk Memento.

Artec SDK je trenutno distribuiran v različici beta in ga je zato mogoče namestiti na poljubno število računalnikov brez omejitev, AIC pa ga bo prikazal kot »Ni nameščen«. Če ne nameravate izdelati lastnih programov ali vtičnikov, ki podpirajo optične bralnike Artec, vam tega SDK-ja ni treba namestiti.


Nekaj ​​o storitvi tehnične podpore Artec: samo napišite pismo na [e-pošta zaščitena] in navedite bistvo problema v kakršni koli obliki, v ruščini. Odziv je zagotovljen v 24 urah, ob vikendih je lahko nekoliko dlje, kljub temu pa se serviserji tudi med vikendi trudijo, da strank ne pustijo brez nadzora. In to ni le izjava: naša komunikacija s tehnično podporo podjetja je bila hitra in plodna.

Računalniške zahteve

Za namestitev programske opreme potrebujete računalnik z operacijskim sistemom Windows 7 ali 8, v kateri koli različici, ne nujno Professional. Vendar moramo upoštevati, da je trenutno različico Artec Studio 9.2 mogoče namestiti samo na 64-bitni OS, prejšnje različice pa so delovale tudi na 32-bitnih.

Za Mac OS ni posebne različice, vendar lahko programsko opremo Artec zaženete na Macbookih, kjer je Windows nameščen prek BootCampa ali virtualnega računalnika. Upoštevati je treba, da v primeru virtualnega stroja nekatere funkcije video kartic postanejo nedostopne.

Obstajajo tudi določene zahteve za konfiguracijo računalnika, nekatere so svetovalne narave, obstajajo pa tudi obvezne: video kartica mora biti zagotovo NVidia ali ATI z video procesorji Intel ali FirePro M6100 FireGL V, program se bo zagnal, vendar številne funkcije ne bodo na voljo, kot je omenjeno ob vsakem zagonu, bo spominjalo na opozorilo:


Poleg tega bodo najbolj optimalne grafične kartice serije NVidia GeForce 400 in višje z vsaj 1 GB pomnilnika. Kartice Quadro je priporočljivo uporabljati samo v primerih, ko nameravate uporabljati stereo način (in imeti ustrezen zaslon), sicer bo GeForce boljša izbira.

In pri gonilnikih so možne tudi možnosti: na primer pri Microsoftovem gonilniku za našo kartico GeForce je zagon Artec Studia spremljalo zgoraj prikazano opozorilo in šele ko smo namestili najnovejši gonilnik NVidia, se je prenehalo pojavljati. Pri menjavi gonilnika deaktivacija ni potrebna.

Med manj kritičnimi zahtevami naštevamo naslednje: priporočljivi so procesorji Intel Core i5 ali i7, vsaj 8 gigabajtov RAM-a (po možnosti 12 ali več), vsaj 300 MB prostega prostora na trdem disku (priporočljiva je uporaba SSD-ja). za izboljšanje zmogljivosti) in seveda prosta vrata USB 2.0 za priklop optičnega bralnika - še posebej 2.0: pravilno delovanje z USB 3.0 trenutno ni zagotovljeno, v vsakem primeru pa je zaželeno, da je na ta krmilnik USB priključen samo optični bralnik . Zmogljivost bo zmanjšana pri uporabi procesorjev Intel Xeon in AMD ter video kartic v konfiguraciji SLI.

Za testiranje smo uporabili računalnik, konfiguriran z Intel i5-4570S 2,90 GHz / 8 GB, ki ni najbolj zmogljiv. In uporabljeni pomnilnik je bil HDD, ne SSD. Preizkusili smo grafični kartici NVidia GeForce: 8800GTX (768 MB) in GTX 980 (4 GB).

Uporaba skenerjev in senzorjev

Celotne zmožnosti Artec Studio bodo razkrite skupaj s skenerji Artec, vendar lahko uporabljate tudi naprave drugih proizvajalcev - Microsoft Kinect, Asus Xtion, PrimeSense Carmine, vendar ne bodo prikazane v AIC in za delo z Zanje boste morali namestiti gonilnike proizvajalca. Podpora za Kinect 2, ki jo je Microsoft izdal leta 2014, je načrtovana za Artec Studio v letu 2015; trenutna različica ne podpira tega novega senzorja.

Artec Studio smo začeli spoznavati s senzorjem Microsoft Kinect, za katerega smo morali prenesti in namestiti Kinect SDK (v.1.6, na voljo na Microsoftovi spletni strani). Povedati je treba, da Kinect ni skener, ampak poceni senzor, ki se uporablja v igralnih konzolah Xbox; imeli smo Xbox 360 Kinect. Njegove zmožnosti skeniranja so zelo omejene; ​​deluje le z dokaj velikimi predmeti, primerljivimi z velikostjo človeške figure, in ne samo, da ne posreduje majhnih podrobnosti, ampak ustvari splošen oris, čeprav prepoznaven. Na sliki so jasno vidne razlike: rumena slika je bila pridobljena s Kinectom, zelena pa s skenerjem Artec.


Ugotovili pa smo, da je Kinect povsem primeren za prvo spoznavanje programske opreme Artec. Njegova glavna (in morda edina) prednost je veliko nižji strošek v primerjavi s celo najbolj poceni 3D-skenerji profesionalnega razreda, kot je Artec Eva Lite.

Artec Studio podpira tudi delo z več skenerji, vendar je pomembno, da je vsak od njih priključen na svoj krmilnik USB 2.0. Če vaš računalnik nima potrebnega števila krmilnikov, lahko namestite dodatne razširitvene kartice PCI-Express USB 2.0.

Kinect smo priključili tudi na vrata USB 3.0; nobenih razlik, pozitivnih ali negativnih, ni bilo opaziti, prisotnost miške na istem krmilniku USB (2.0 ali 3.0) prav tako ni motila delovanja skenerja. A to sploh ne pomeni, da ni treba prisluhniti proizvajalčevim željam glede USB priključkov, še posebej, ker enako pravijo tudi drugi proizvajalci 3D skenerjev oziroma senzorjev in programske opreme zanje.

Po namestitvi optičnega bralnika (priklop lastnega napajanja na 220 V vtičnico in USB kabla na ustrezna vrata računalnika) se samodejno prikaže v programu Artec Studio: “Datoteka - Nastavitve - Anketa”. Res je, da ni prikazano lastno ime optičnega bralnika, ampak njegova vrsta v skladu z območjem pokritosti, za skenerje Artec:

  • L: veliki predmeti - oseba v polni postavi in ​​primerljivi predmeti,
  • S: posamezni deli človeške figure (glava, roka) in predmeti podobne velikosti,
  • M: majhni predmeti, kot je svinčnik ali ključ, pa tudi posamezni deli velikih predmetov,
  • Pajek: Enako kot S, vendar z večjo natančnostjo.

Treba je opozoriti, da je prikazana vrsta naprave tista, ki določa nastavitve skeniranja in obdelave, zgornji seznam pa sploh ne pomeni, da na primer skener Artec Spider ne more delati s predmeti velikosti metra.

Naprave drugih proizvajalcev se tukaj imenujejo "senzor 3D tretjih oseb". Prisotna bodo tudi lastna imena – na primer v pogovornem oknu Anketa.


V skladu s tem bodo nastavitve algoritma samodejno izbrane. Za snemanje z izbranim skenerjem lahko uporabite standardne nastavitve, možno pa jih je nastaviti tudi ročno.

Struktura programskega okna

Okno Artec Studio ima videz, ki ga poznajo urejevalniki 2D slik: njegov osrednji del zavzema 3D pogled skeniranega predmeta (pri nas je bil to navaden pisarniški stol), levo in zgoraj so orodne vrstice in načini, na desno je delovno področje, v katerem so v program naloženi podatki (skeni, rezultati njihove obdelave ipd.), spodaj je okno dnevnika, kjer je prikazan seznam izvedenih ukazov in dodatna sporočila (s časovno specifikacijo). . Spremenite lahko razmerje med velikostmi 3D pogleda, delovnega območja in okna zgodovine, da nastavite slog prikaza, ki ustreza dejanjem, ki jih trenutno izvajate.

Pri delu s 3D pogledom lahko delovno področje in okno dnevnika popolnoma skrijete.


Opomba: okno s pogledom 3D ne prikazuje končnega modela, ampak eno neobdelano skeniranje,
zato je slika tako zamegljena


Ko z gumbi na levi plošči izberete način delovanja, se prikaže dodatna orodna vrstica, ki ustreza izbranemu načinu. Njegovo širino lahko tudi spreminjate v določenih mejah, da ohranite optimalno velikost okna 3D pogleda.


Na vrhu okna 3D pogleda v vseh načinih, razen pri fotografiranju, se pojavi še ena majhna plošča za hiter dostop do orodij, katerih sestava je odvisna od izbranega načina.


Čisto na dnu okna programa je statusna vrstica, ki prikazuje informacije o uporabi RAM-a in napredku trenutne operacije.


Delovno območje okna prikazuje trenutni projekt - seznam pregledov, ki so vanj vključeni, in rezultate njihove obdelave. Z dvojnim klikom na vrstico z določenim skeniranjem se prikaže seznam vseh sličic, ki so v njej vključene, in si jih lahko ogledate posamezno ali omogočite način predvajanja (hiter zaporedni prikaz). Okvirje je mogoče urejati ali brisati - na primer, če se je oseba med skeniranjem svoje figure premaknila; Številni taki okvirji na seznamu so označeni z besedo »Napaka« v stolpcu »Kakovost«.


Takšne neuspešne okvirje je mogoče prenesti tudi v drugo skeniranje, da se ponovno izračunajo in popravijo ločeno z uporabo algoritmov Artec Studio.

Preden preidemo na skeniranje, se moramo malo pogovoriti o tem, kako se slika modela pridobi s 3D skenerjem.

Zaporedje

Najprej nekaj besed o algoritmih za izračun položaja skenerja glede na predmet ali sceno. Ker obstajajo različni principi registracije (kontaktna in brezkontaktna, aktivna in pasivna), vzemimo za primer isti Kinect.

Vsebuje dve kameri. Prvi je infrardeči daljinomer; vgrajeni projektor obseva objekt z infrardečimi žarki, katerih odboje zazna kamera na osnovi CMOS senzorja in tvori informacijo o geometrijski obliki. Druga je neke vrste spletna kamera z ločljivostjo 640 × 480 slikovnih pik, ki snema teksturo površine predmeta v barvah.

Za izboljšanje natančnosti registracije skeniranih površin je smiselno uporabiti podatke o geometriji in teksturi skupaj. Res je, da bo to podaljšalo čas obdelave ali zahtevalo večjo računalniško moč računalnika.

Torej, če je oblika predmeta precej zapletena in ne vsebuje velikih delov s ploščato, sferično ali valjasto obliko, potem lahko za registracijo uporabimo samo merilnik razdalje. Poleg tega vsi skenerji nimajo teksturne kamere.

Če pa predmet nima barvne teksture (na primer, je enakomerno pobarvan) in je njegova oblika zelo gladka (skoraj valjasta ali sferična), še posebej, če je zelo velik, potem morate uporabiti oznake - posebne ikone, nameščene z lepilom ali magneti na površino predmeta ali na okoliške predmete.

Poleg tega lahko pri uporabi določenih vrst optičnih bralnikov pride do težav zaradi značilnosti nekaterih predmetov. Tako so metode optičnega skeniranja neprimerne za prozorne ali črne predmete, ki vsebujejo svetleča ali bleščeča področja. In skenerji z nizko ločljivostjo ne morejo prenašati majhnih podrobnosti - na primer las itd.

Zato je treba predmet včasih predhodno pripraviti – glede na njegove značilnosti nanesti oznake na sam predmet ali na okoliške predmete ali prekriti črna, prozorna ali sijoča ​​področja s kakšnim zlahka odstranljivim sredstvom, kot je smukec. In seveda izberite najprimernejši skener: na primer Kinect absolutno ni primeren za majhne predmete in za prenos majhnih podrobnosti.

Pripravljen objekt se skenira in posname zaporedje sličic. Nato morate odstraniti vse nepotrebno: stojalo (mizo ali tla) in okoliške predmete ali njihove dele, ujete v objektiv. Nekateri posnetki se lahko izkažejo za neuspešne - na primer, operaterjeva roka, ki je držala optični bralnik, se je tresla; lahko jih izbrišete ali premaknete v ločene preglede. Seveda je treba takšna dejanja predvideti v programu za skeniranje.

Pogosto je nemogoče ali težko pregledati celoten objekt naenkrat, zato je zelo zaželeno, da program omogoča več sej in nato kombiniranje nastalih delnih skeniranj. V takšnih primerih postopek doda korak njihovega sestavljanja in po možnosti optimizacije okvirjev v vseh skeniranjih za njihovo nadaljnjo obdelavo (v Artec Studiu se to imenuje globalna registracija). V tem primeru se lahko odkrijejo nekateri drugi elementi, ki niso povezani s predmetom, ki se skenira, in niso bili izbrisani na prejšnji stopnji, nato pa se doda še ena seja urejanja.

Toda nastali skeni vsebujejo veliko površin in potrebujemo eno, ki opisuje naš celoten vzorec. Zato je naslednji korak lepljenje, katerega rezultati bodo morda spet zahtevali urejanje.

Nastali model je lahko po nepotrebnem zapleten in datoteka bo ob shranjevanju prevelika. To pomeni, da bo morda potrebna optimizacija za zmanjšanje števila poligonov brez opaznega poslabšanja geometrije modela.

Zadnja faza je nanos barvne teksture, če je seveda slikana in je namenjena shranjevanju v datoteko.

To je splošni algoritem; Zdaj lahko vidite, kako je implementiran v Artec Studio.

Način skeniranja

Ta način se aktivira s pritiskom na gumb "Snemanje" - samo način, ne pa samo skeniranje.

V nastavitvah lahko izberete način pozicioniranja: geometrija + tekstura, samo geometrija in po oznakah. Res je, samo dva sta na voljo za senzorje drugih proizvajalcev, kot je Kinect (desni posnetek zaslona).


Prav tako je mogoče nastaviti nekatere parametre, katerih nabor se lahko nekoliko razlikuje za različne modele skenerjev Artec in senzorjev drugih proizvajalcev.


Na primer, svetlost teksture, občutljivost in izklop bliskavice ne bodo na voljo pri delu s Kinectom.

Skenerji Artec snemajo površine s frekvenco do 15–16 sličic na sekundo za senzorje tipa Kinect, to vrednost lahko nastavite dvakrat, vendar to nima velikega smisla: ne snemamo filma s hitro premikajočimi se predmeti; , vendar gladko premikanje skenerja okoli mirujočega vzorca (ali obratno: vzorec počasi vrtimo v "vidnem polju" skenerja), pri čemer potrebujemo le sosednje okvirje, da imamo območja z zadostno stopnjo prekrivanja za kasnejšo poravnavo . Če je hitrost gibanja visoka, se prikaže ustrezno opozorilo, ki ga lahko spremlja zvočni signal.


Zato bo prekomerno povečanje hitrosti sličic povzročilo le neuporabno "nabrekanje" obsega skeniranja, izraženo v megabajtih, in bo povečalo čas za njegovo obdelavo. Tukaj je težko podati količinske ocene: vse bo odvisno od parametrov računalnika, na katerem je program nameščen.

Drug pomemben parameter je delovno območje, ki ga določajo bližnje in daljne meje. Najprej jih določajo tehnične značilnosti samega optičnega bralnika ali senzorja, čeprav jih je v določenih mejah mogoče na novo definirati, pri čemer žrtvujemo natančnost: »Nastavitve - Snemanje«.


Za določen predmet je bolje določiti delovno območje, tako da po eni strani najmanj tujih predmetov pade v "vidno polje", po drugi strani pa nekateri deli skeniranega predmeta niso izrezani. izklopljeno.

Za nastavitev delovnega območja je na voljo precej vizualno orodje - iskalnik razdalje, nabor histogramov na levi strani okna 3D pogleda, ki prikazuje porazdelitev točk nastalih površin glede na razdaljo do optičnega bralnika.


Med postopkom skeniranja opravljajo še eno funkcijo: njihova barva označuje status postopka registracije. Na primer, v primeru okvare se histogram obarva rdeče.

Delovno območje je bolje določiti vnaprej, v načinu predogleda, čeprav ga je mogoče prilagoditi med skeniranjem.

Če izberete način združevanja v realnem času, se okvirji združijo neposredno med skeniranjem, po zaključku katerega prejmemo »zlepljen« model. Zdi se, da je to edini način, da se izognete nepotrebnim korakom med obdelavo, vendar lepljenje izvaja grafični procesor, njegove zmogljivosti pa so odvisne od zmogljivosti video kartice in količine RAM-a, ki je na njej na voljo. . Za optimizacijo virov lahko uporabite obstoječo nastavitev (»Nastavitve - Viri«), ki nastavi ravnotežje med ločljivostjo (velikost voksla, tj. korak triangulacijske mreže) in območjem skeniranja (v obliki velikosti stranice kocke).


Optični bralnik je treba premikati okoli ali ob objektu (majhne predmete lahko postavimo na vrtljivo podlago), zelo uporaben pa je lahko gumb Start/Pause na ohišju optičnega bralnika, ki ga Kinect nima. Do neke mere ga je mogoče nadomestiti z zakasnitvijo začetka snemanja, ki jo lahko nastavimo v 1...100 sekundah, 0 ustreza takojšnjemu začetku snemanja po pritisku ustreznega gumba v oknu programa. Res je, preostali čas do začetka ni prikazan na noben način in lahko ugotovite, da se je snemanje že začelo le s pojavom barvnih robov na sliki v oknu 3D pogleda.

Po izhodu iz načina “Snemanje” se zajeti skeni združijo – natančna registracija (groba registracija se izvede tudi med fotografiranjem, tako da lahko opazujete rezultate skeniranja). To lahko traja nekaj časa, zato ne poskušajte takoj ukrepati in bodite pozorni na sporočila v vrstici stanja. Zaradi nekaterih prilagoditev bo morda potrebna še ena natančna registracija, nato pa jo lahko zaženete sami iz plošče z ukazi.

V skladu z zgoraj opisanim algoritmom lahko nadaljujete z urejanjem.

Ogled in urejanje modelov

Upravljanje položaja opazovanja v oknu 3D pogleda poteka z miško in ga zelo hitro obvladamo. Povečevanje in pomanjševanje se krmili z miškinim koleščkom (stopenjsko) ali z njegovimi gibi ob pritisku desnega gumba (gladko), ko pritisnemo levi gumb, se opazovalna točka premakne okoli središča, ki ga določimo z dvojnim klikom, in če obe miški pritisnete gumbe, njegovo premikanje premika predmet po oknu.

Za najbolj priročen prikaz lahko nastavite in izberete veliko: vrsto projekcije - perspektivno ali pravokotno, točko gledanja - levo, desno, zgoraj itd., načine upodabljanja, senčenje, osvetlitev, barvni prikaz, teksturo, kot tudi notranje površine . Obstaja celo orodje za shranjevanje posnetkov zaslona okna s 3D pogledom.

Na splošno je nabor orodij, ki omogočajo enostavno gledanje, precej širok, vendar so vse to le pomožni mehanizmi za glavno stvar: urejanje. Natančneje, popravki napak pri skeniranju, vključno z odpravo vsega nepotrebnega - na primer delov tujih predmetov, ki padejo v "vidno polje" optičnega bralnika, in obratno operacijo - zapolnitev neskeniranih območij.

Urejate lahko tako celotno skeniranje kot njegove posamezne okvirje. Za to obstaja cel nabor orodij:


Pri uporabi katerega koli od njih lahko nastavite številne parametre ali izberete določene nastavitve:


Ne pozabite, da so nekatera orodja na voljo samo v določenih načinih. Za skeniranje torej ne morete uporabiti »čopiča za odstranjevanje izstopov«, lahko pa ga uporabite za posamezen okvir (vendar je urejanje vsakega okvirja od več sto nehvaležno opravilo, zato je bolje uporabiti takšna orodja za 3D model ).

Ne moremo govoriti le o skenih, pridobljenih s pomočjo Artec Studio. Funkcija uvoza vam bo omogočila nalaganje drugih modelov v formatih OBJ, STL, PLY, WRL, PTX in njihovo obdelavo. Hkrati obstaja funkcija za samodejno iskanje in odpravljanje napak v njih, tudi v fazi uvoza.

Za primer vzemimo dinozavra, ki ga naši bralci poznajo iz prejšnjih pregledov, v modelu, ki ga imamo, ki ima dve napaki na desni sprednji taci: element, ki visi v zraku, malo podoben roki živali z dvema prstoma, prav tako kot fižolasti izrastek v predelu komolca. Na posnetku zaslona so označeni s puščicami.


Z razpoložljivimi orodji smo zlahka odpravili obe napaki:


Seveda sprva ni mogoče hitro izvesti urejanja, vendar poudarjamo: potrebna orodja so podrobno opisana v uporabniškem priročniku (tudi v ruščini), tehnike njihove uporabe so precej preproste in se jih je mogoče hitro naučiti, zlasti če ste vsaj malo vešči dela z 2D urejevalniki, kot je Adobe Photoshop.

Skenira montažo in globalno registracijo

Za pridobitev modela je treba skenirane in urejene skene združiti – registrirati, za kar Artec Studio nudi operacijo sestavljanja. Izberite zahtevane preglede in odprite okno za to operacijo.


Eno od skeniranj, prvo na seznamu, se šteje za registrirano, ostali pa bodo registrirani v zvezi z njim. Za »osnovno« lahko izberete drugo skeniranje.

Najlažji način je avtomatsko togo sestavljanje. Vendar se v mnogih primerih, predvsem povezanih z nezadostnim območjem prekrivanja skeniranja in nizko kakovostjo teksture, konča z neuspehom in potem morate delati.

Za začetek lahko skene kombinirate ročno tako, da jih povlečete z miško. Natančnost takšne poravnave je nizka in ta operacija se večinoma uporablja kot predhodna operacija za druge metode.

Natančnejše metode vključujejo ročno zbiranje po točkah: na dveh skeniranjih označimo pare točk (po možnosti več), ki ustrezajo istim območjem predmeta, in kliknemo gumb »Zberi po točkah«.

Za objekte, posnete s teksturo, je mogoče uporabiti tudi registracijo teksture, vendar to zahteva precejšnjo procesorsko moč in lahko znatno poveča čas sestavljanja na določenem računalniku.

Za združevanje površin (okvirjev) znotraj enega skeniranja je na voljo sklop z omejitvami. In za predmete, ki lahko med skeniranjem spremenijo obliko (človek ali žival), se uporablja netogi sklop - algoritem, ki poleg gibanja in vrtenja poskrbi tudi za deformacijo. Res je, da ne deluje s skeni, ampak z vmesnimi modeli, vnaprej pripravljenimi na njihovi osnovi.

Vsako operacijo je mogoče preklicati ali ponoviti, za kar so na voljo ustrezni gumbi na plošči »Sestavljanje«.

Po končanem sestavljanju skenov je potrebno vse površine enega okvirja pretvoriti v en sam koordinatni sistem, to je izvesti globalno registracijo. Pri kompleksnih objektih, skeniranih pri visoki ločljivosti, je ta operacija lahko dolgotrajna in zahteva veliko količino RAM-a.

Ta operacija ima tri nastavljive parametre. Najprej je to algoritem: samo geometrija ali geometrija in tekstura (v drugem primeru se lahko čas izvajanja znatno poveča). Določena je tudi najmanjša razdalja med sosednjimi singularnimi točkami na površini in število ponovitev.


Če ni mogoče izvesti globalne registracije za vse preglede hkrati, lahko to poskusite storiti za dva od njih, med katerima je vrzel. Če se je po tem vrzel zmanjšala, je treba operacijo ponoviti in povečati število ponovitev. Ukrepe je treba nadaljevati, dokler niso vsi skeni popolnoma poravnani.

Pridobivanje modela

Ko je globalna registracija končana, je možna druga stopnja urejanja - na primer odstranitev izstopajočih vrednosti, za kar je na voljo ustrezna operacija v meniju »Ukazi«.

Po tem lahko nadaljujete z združevanjem vseh pridobljenih podatkov v en poligonalni model - lepljenje. Artec Studio ponuja tri vrste lepljenja:

  • hitra: metoda je najučinkovitejša in najmanj zahtevna za procesorsko moč računalnika (vključno s pomnilnikom), vendar je po njej morda potrebna dodatna obdelava rezultatov,
  • gladko: bolj intenzivna metoda, ki je najprimernejša za ustvarjanje modelov človeškega telesa, pa tudi površin z delno manjkajočimi 3D-podatki,
  • Natančno: nekoliko hitrejše od gladkega lepljenja, daje boljše podrobnosti in je dobro za rekonstrukcijo majhnih delov in finih robov.


Vsaka vrsta lepljenja ima od dva do štiri nastavljene parametre:


Opomba: imena parametrov ukazov itd. V vmesniku v ruskem jeziku programi najpogosteje niso prevedeni. Morda zato, ker bo dobesedni prevod še vedno ostal nerazumljiv brez dodatnih komentarjev v uporabniškem priročniku.

Model, dobljen po lepljenju, lahko vsebuje napake (še več, najpogosteje bo tako), ki jih bo treba odstraniti. V ta namen Artec Studio ponuja cel nabor orodij:


Algoritmi delujejo samodejno, vendar lahko nastavite nekatere parametre.

Ukaze za obdelavo lahko izvedete tako, da vsakega od njih zaženete ročno, lahko pa tudi omogočite samodejni zagon izbranega zaporedja ukazov:


Potem operaterju ne bo treba nenehno paziti na dogajanje - to je priročno glede na dejstvo, da lahko izvedba posameznih ukazov traja precej časa. Obstaja pa tudi slaba stran: najpogosteje je treba na podlagi rezultatov določene operacije sprejeti odločitev o nadaljnjih dejanjih, zato je samodejni način očitno namenjen obdelavi predmetov iste vrste, zaporedju ukazov ( z določenimi vrednostmi njihovih parametrov), za katere je bilo vnaprej izdelano. V takih primerih bo zelo koristen način paketne obdelave.

Zadnje dejanje bo teksturiranje - uporaba barvne teksture na nastalem modelu, če je bila zajeta med skeniranjem in bo potrebna pri uporabi modela. Za to obstaja orodje za teksturo:


Rezultat njegove uporabe je mogoče tudi prilagoditi - prilagodite lahko svetlost, nasičenost itd.


Tako se morate za pridobitev visokokakovostnega modela poigrati - z nekaj premiki s skenerjem in nekaj kliki miške je to mogoče doseči le na predstavitvenih videoposnetkih. Do določene mere so lahko izjema primeri skeniranja predmetov iste vrste, katerih postopki obdelave so bili vnaprej preizkušeni in odpravljeni.

Druge možnosti

Še nekaj besed o drugih funkcijah, ki jih ponuja program Artec Studio.

V kateri koli fazi dela se lahko prejeti podatki (skeni) in rezultati njihove obdelave, vključno z zgodovino sprememb, shranijo na disk v obliki projektne datoteke.

Artec Studio lahko uporabljate kot pregledovalnik datotek 3D. Ker se na dokaj zmogljivem računalniku zažene zelo hitro (na drugih pa ga nima smisla uporabljati), nevšečnosti v tem pogledu ne bo. In ponuja precejšnje možnosti gledanja.

Podprto je sinhrono fotografiranje z več skenerji, povezanimi z enim računalnikom. Glede na visoko ceno samih optičnih bralnikov se morda zdi, da je to odvečna funkcija, vendar ne pozabimo: tako optični bralniki kot programska oprema Artec so še vedno orodja za profesionalno uporabo in za reševanje številnih profesionalnih težav se lahko stroški več optičnih bralnikov izkažejo za biti nepomemben v primerjavi z dodatnimi zmožnostmi, ki se odpirajo.

Senzorjev je lahko tudi več, različne tipe pa lahko kombiniramo. Če govorimo o Asus Xtion/PrimeSense, jih je lahko do osem, in če nameravate uporabljati Kinect, je pomembno vedeti, da ima Microsoft svoje omejitve glede števila sočasno povezanih naprav, tako da lahko povežete največ štiri Kinect za Windows ali en Kinect Xbox.

Obstajajo orodja za meritve - linearne in geodetske, za izdelavo odsekov objekta in zemljevidov razdalj med dvema površinama, pa tudi za ustvarjanje opomb.

In seveda je možna individualna izbira privzetih nastavitev - od merskih enot do zvočnih opozoril in barv delovnega prostora.

Za skenerje Artec obstaja pripomoček Diagnostic Tool, ki izvaja funkcije popravka ali umerjanja (odvisno od modela). To je morda potrebno, če je bil skener med delovanjem ali transportom izpostavljen udarcem ali udarcem.

Naj se pohvalimo avtorjem uporabniškega priročnika: zelo je podroben, a brez pretiranega »žvečevanja« vsake malenkosti, napisan je v povsem razumljivem jeziku in je dobro ilustriran. Lastnik ne more biti len: preučite navodila in jih preizkusite v praksi.

Alternative

Ko gre za delo samo s poceni senzorji, kot je Kinect, sploh ni potrebno uporabljati programov, kot je Artec Studio, katerih cena je veliko višja od samega senzorja. Uporabljate lahko druge programe, vključno s tistimi, ki se distribuirajo brezplačno (včasih z določenimi omejitvami) - na primer Scenect iz Fara, Skanect iz ManCTL (trenutno pridobljen s strani Occipital Inc), Kinnect Fusion iz Microsofta in drugi.

Da bi imeli s čim primerjati, smo poskušali delati s temi programi. Naj vam na kratko povemo: kaj plačamo ob nakupu Artec Studio v primerjavi z brezplačno ali skupno programsko opremo.

Microsoft Kinect Fusion

Pravzaprav je to ime tehnologije, med orodji za razvijalce pa je na njej zasnovan pripomoček Kinect Fusion Explorer. In to je ravno pripomoček, ki je namenjen predvsem predstavitvi zmogljivosti tehnologije, zato ne samo, da ne vsebuje nobenih funkcij urejanja, ampak tudi njegov vmesnik ni opremljen z vsaj minimalno mero udobja: obstaja več nastavitev , vključno z ločljivostjo in obrobami spredaj-zadaj, snemanje pa se začne takoj po zagonu pripomočka.


Predvideva se, da bo predmet skeniran v eni seji, in če gre kaj narobe, boste morali začeti znova. In marsikaj gre lahko »narobe«: če senzor premaknete nekoliko hitreje vzdolž ali okoli objekta, se pojavi sporočilo o napaki in zahteva po vrnitvi senzorja na zadnjo uspešno registrirano pozicijo, česar pa ni vedno mogoče izpolniti.


Postopek se zaključi s shranjevanjem optično prebranega v formatu STL ali OBJ (barvna tekstura se ne shrani). Ogled skeniranja in morebitne nastavitve, ročne ali samodejne, niso na voljo.

Tako se zdi možnost uporabe Kinect Fusion Explorerja v praksi zelo dvomljiva. Naj poudarimo: ocenjujemo uporabnost, ne same tehnologije Kinect Fusion.

Pripomoček se distribuira kot del SDK-ja, vendar ni bil vključen v paket različice 1.6, ki smo ga namestili za Kinect za delo z Artec Studio. Moral sem prenesti in namestiti SDK v.1.7 (z naborom orodij za razvijalce iste različice). Poleg tega potrebujete grafično kartico, ki podpira DirectX 11, sicer Kinect Fusion Explorer preprosto ne bo deloval. Poleg tega je delo z drugimi senzorji - na primer Asus Xtion - komaj mogoče; Uradne potrditve tega sicer nismo našli, a sodeč po samem konceptu SDK, predvsem po imenu, je seznam opreme verjetno omejen na modele Kinect.

Skanect

To je že opazno popolnejši program za 3D skeniranje, ki podpira delo z različnimi senzorji in pri uporabi sodobnih grafičnih kartic NVidia omogoča uporabo zmogljivosti arhitekture CUDA. Dodatna prednost tega programa je, da lahko deluje ne samo v operacijskem sistemu Windows (32- ali 64-bitni), temveč tudi v sistemu Mac OS X. Vendar pa brezplačna različica Skanecta ni namenjena le nekomercialni uporabi, ampak ima tudi nekatere funkcionalne omejitve - na primer, ne morete shraniti modelov visoke ločljivosti (čeprav to ni zelo pomembno za primitivne senzorje, kot je Kinect).

Preizkusili smo različico 1.70 za Windows.


Nastavitve vam omogočajo, da nastavite ne le sprednje in zadnje meje, temveč celotno kubično območje (velikost se spreminja v korakih po 10 cm); za skeniranje visokih predmetov, kot je oseba, se lahko višina tega območja podvoji.


Skeniranje lahko začnete z zamikom (nastavljenim v korakih po 1 sekundo), v oknu programa pa bo prikazano odštevanje v velikih številkah - to je točno tisto, kar Artec Studio nima.

Skeniranje celotnega predmeta je treba izvesti v eni seji. Obstajajo vse zmožnosti za ogled skeniranja in nekatere funkcije samodejnega popravljanja - glajenje ostrih vogalov, dokončanje delov na nepopolno skeniranih območjih (na primer polnjenje lukenj), pa tudi odstranjevanje majhnih delov in zmanjšanje števila robov za poenostavitev modela. Podprte so tudi barvne teksture.

Za natančnejše prilagoditve lahko skeniranje prenesete v zunanji urejevalnik in nato rezultat naložite v Skanect, vendar za to potrebujete različico Pro (plačljivo).

Bistvena prednost tega programa je enostavnost učenja, zaradi česar ga lahko priporočamo tistim, ki delajo prve korake v 3D skeniranju. Vendar pa boste potrebovali znanje angleščine.

programska oprema Faro

Kompleksnejši je program Faro Scenect. Na žalost ne more delovati z gonilniki Kinect, ki so nameščeni kot del ustreznega Microsoft SDK-ja in so potrebni za Artec Studio, Skanect in seveda Kinect Fusion. Scenect bo zahteval, da jih odstranite in namestite gonilnike OpenNI, sicer senzor ne bo prepoznan. To je lahko posledica dejstva, da je program posebej zasnovana brezplačna različica programske opreme Faro Scene, zasnovana za delo s profesionalnimi laserskimi skenerji Faro 3D.

Za to smo si vzeli čas, da bi na kratko spregovorili o tem programu v različici 5.2. Če želite prejeti distribucijo, morate izpolniti obrazec za registracijo, po katerem bo povezava za prenos poslana na e-pošto, ki je v njej navedena.

Program lahko deluje s senzorji Kinect in Asus Xtion Pro Live (distribucija vsebuje gonilnike OpenNI, ki so potrebni zanje), za večjo natančnost pa jih je mogoče kalibrirati s pomočjo kalibracijskega lista, ki je vnaprej natisnjen na tiskalniku. Res je, izvedljivost takega postopka za tako primitivne senzorje ni zelo jasna.

Za delo boste potrebovali računalnik s 64-bitno različico MS Windows. Za Mac OS X ni posebnih distribucij in dokumentacija ne omenja možnosti dela pod tem OS. Ni vmesnika v ruskem jeziku in ni navodil v ruščini.

Ta program se je opazno težje naučiti kot Skanect - razumeti morate na primer pojme, kot so skeniranje, oblak skeniranih točk (oblak skeniranih točk), delovni prostor (workspace) in projekt (projekt skeniranja), vendar so možnosti veliko širše: objekt že ni potrebe po skeniranju v eni seji;


Skeniranje se začne takoj po pritisku ustreznega gumba.


Seveda obstajajo tudi napredna orodja za ogled. Podprte so barvne teksture, pa tudi vezava na zunanji koordinatni sistem in primerjava s CAD modeli. Obstaja tudi nekaj možnosti urejanja z različnimi izbirniki in čopiči za izbiro.

Toda v Skanectu ne morete dobiti datoteke modela, primerne za 3D-tiskanje. Če želite zgraditi mrežo, morate najprej shraniti rezultat v enem od razpoložljivih formatov - na primer VRML (*.wrl):


Nato jo odprite v programu, kot je MeshLab, in jo uporabite za ustvarjanje datoteke v formatu STL ali OBJ.

Tako je v primerjavi z minimalno funkcionalnostjo Skanecta, da ne omenjamo primitivnega Kinect Fusion Explorerja, Scenect po svojih zmogljivostih veliko bližje Artec Studio, čeprav je "ideologija" obdelave zelo drugačna. Vendar je Scenect le različica programa Faro Scene, ukrojena za dve vrsti poceni senzorjev z omejenimi zmogljivostmi, ki sploh niso namenjeni profesionalnemu delu. To pomeni, da je to očitna "vaba": oseba, ki je porabila veliko časa in truda za obvladovanje zapletenosti Scenecta in se je odločila za delo s 3D-skenerji profesionalnega razreda, se bo neizogibno nagnila k izdelkom Faro.

To pomeni, da je že jasno, da sta Faro in Artec tekmeca na trgu 3D skenerjev; Ne bomo primerjali cen njihovih izdelkov, opazili bomo le nekaj točk. Prvič: škoda, da Artec nima takšne "vabe" - za testiranje s cenovno dostopnimi senzorji lahko uporabite samo 30-dnevno preskusno različico, kar ni vedno dovolj. Drugič: Izdelki Artec so trenutno v primerjavi s Faro ugodnejši zaradi prisotnosti ne le dokumentacije v ruskem jeziku in ruskega vmesnika v programski opremi, temveč tudi podporne storitve, pripravljene za komunikacijo z rusko govorečimi uporabniki, kar je precej pomembno vprašanje za drage opremo in drago programsko opremo.

Zaključek

Programi za 3D skeniranje, kot je Artec Studio, so trenutno precej specifični izdelki, če že ne eksotika. Zelo malo je ljudi, ki imajo izkušnje z delom na poklicni ravni z več od teh programov in so sposobni narediti inteligentno in uravnoteženo primerjavo možnosti; Na žalost nismo eni izmed njih, zato se bomo vzdržali kakršnih koli zaključkov. Razen ene stvari, ki je čisto subjektivna: zaradi razpoložljivosti dobro izdelane dokumentacije in uporabniku prijaznega vmesnika se nam obvladovanje Artec Studia ni zdela nemogoča naloga - če le imamo čas in željo.

Upamo, da bomo v bližnji prihodnosti bralcem predstavili še druge izdelke Artec – skenerje.

Ker uporabljena oprema deluje po metodi strukturirane osvetlitve, je treba upoštevati, da črne površine absorbirajo svetlobo, sijajne pa jo odbijajo. Zato je treba predmet, ki ga skeniramo, najprej očistiti umazanije in po potrebi nanesti matirni sprej. Olajša in pospeši proces skeniranja ter hkrati deluje kot primer, tj. omogoča bolj gladko površino predmeta. Prevleko lahko enostavno odstranite z vodo ali alkoholom. Vendar pa obstajajo primeri, ko je matiranje izključeno, na primer pri skeniranju dragega nakita, s katerega bo težko odstraniti ostanke izdelka.

Za večjo natančnost rezultata je predmet označen s posebnimi pikami na kontrastnem ozadju, ki se samodejno preberejo med 3D skeniranjem in se uporabljajo za sestavljanje posameznih skenov.

2. Konfiguracija naprave in izbira območja skeniranja

Odvisno od uporabljene opreme je možno 3D skeniranje objektov različnih geometrijskih oblik in dimenzij (naša studijska oprema nam omogoča delo z objekti velikosti od 3 cm do 2 m). Za pridobitev 3D skeniranja največje kakovosti je potrebno pravilno izbrati "območje skeniranja", izbrati primeren kraj za postavitev optičnega bralnika in po namestitvi tudi umeriti opremo.

3. Celovito skeniranje dela

3D skeniranje predmeta dobimo z branjem z različnih točk. Vendar se v primeru globokih lukenj skenira vidno območje, del, ki je »neviden« 3D-skenerju, pa se dokonča ročno med polprevodniškim modeliranjem. Postopek zahteva previdnost in natančen pristop - nepravilna namestitev, konfiguracija opreme ali napaka pri prenosu podatkov lahko zahteva ponovitev vseh korakov.

4. Sestavljanje posameznih skenov v eno samo strukturo

Skeniranje in kasnejše šivanje okvirjev se izvaja v posebnih programih, na primer RangeVision ScanCenter in RangeVision ScanMerge. Med postopkom šivanja se nastali skenirani posnetki tudi obdelajo in odstranijo hrup, ostanke in luknje.

Rezultat opravljenega dela na tej stopnji je poligonski model STL, ki je niz trikotnikov.

5.Obdelava stl modela

Postopek dodelave skenov je eden najbolj delovno intenzivnih pri 3D skeniranju. Navsezadnje je končni rezultat neposredno odvisen od kakovosti šivanja in naknadne obdelave. Nastali 3D model v formatu STL lahko takoj natisnete na 3D tiskalniku.

6.Ustvarjanje trdnega modela

Če morate delati z modelom v sistemu za računalniško podprto načrtovanje (CAD), morate najprej "učvrstiti" površino, na primer z uporabo programske opreme Geomagic Control X. Nato lahko dobljeni trdni model uredite v katerem koli CAD sistem (Compass, Solidworks, Design X itd.) .

7. Izdelava konstrukcijskega drevesa za 3D model

Če želite pridobiti risbo skeniranega predmeta, morate najprej ustvariti konstrukcijsko drevo, ki je grafični prikaz zaporedja objektov, ki tvorijo končni izdelek: ravnine, mate, prostorske krivulje in drugi elementi.


8. Izdelava risbe

Na podlagi končnega modela se izdela risba. Po potrebi se dopolni s skenom ali konturo za lasersko rezanje. Pred izdelavo risbe se opravi pregled materialov, da se izbere material. Izbere ga lahko tudi oblikovalec glede na pogoje delovanja in namen dela.

Naročite lahko tako, da se obrnete na strokovnjake podjetja Zanimatika. Naš studio ima vso potrebno opremo in programsko opremo za doseganje visoke natančnosti modelov katere koli kompleksnosti. Kontaktiraj nas!

Privlačnost aditivnih tehnologij je težko preceniti. Zato je oprema za podporo 3D tiskanju danes tako priljubljena. Če imate omejen proračun, lahko 3D skener izdelate sami. Za to uporabljajo razpoložljiva orodja in enote ali preprosto spremenijo navaden pametni telefon v skener.

Izdelava 3D skenerja s pomočjo spletne kamere

Za izdelavo domačega 3D skenerja boste potrebovali:

  • visokokakovostna spletna kamera;
  • linearni laser, to je naprava, ki oddaja laserski žarek (za kakovostno skeniranje je bolje, da je žarek čim tanjši);
  • različni pritrdilni elementi, vključno s kotom za kalibracijo;
  • posebna programska oprema za obdelavo skeniranih slik in podatkov.

Upoštevajte, da brez ustrezne programske opreme ne boste mogli ustvariti digitalnega modela predmetov in predmetov. Zato najprej poskrbite za razpoložljivost posebnih programov. Na primer, laserski skener DAVID in TriAngles veljata za osnovna, vendar zahtevata uporabo vrtljive površine.

Začnite s kotom umerjanja. Če ga želite ustvariti, natisnite predlogo (vključena je v programski komplet). Postavite ga tako, da ustvari kot 90 stopinj. Pomembno je, da se med tiskanjem ohrani pravilno merilo. Če želite to narediti, uporabite kalibracijsko lestvico. Kamera se kalibrira samodejno ali ročno;

Če želite optično prebrati predmet, ga boste morali postaviti v kotiček za umerjanje in namestiti spletno kamero nasproti njega. Pomembno je, da predmet postavite točno na sredino slike na zaslonu. V nastavitvah spletne kamere morate onemogočiti vse samodejne nastavitve. Pomagajo tudi pri nastavitvi barve laserskega žarka. S pritiskom na "Start" se izvajajo gladki premiki. Žarek mora obkrožiti predmet z vseh strani. To bo prvi cikel skeniranja. V prihodnosti je potrebno spremeniti položaj laserja, da pokrijemo vse točke, ki predhodno niso bile obdelane.

Po zaključku vseh procesov se skeniranje ustavi in ​​v programu je izbran način "3D prikaz". Če pri roki nimate laserja, ga lahko nadomestite z močnim virom svetlobe. Zagotovil bo projekcijo senčne črte. Vendar v tem primeru spremenite nastavitve v programu, ki bodo ustrezale tem parametrom.

Izdelava 3D skenerja iz dveh spletnih kamer

Če potrebujete visoko natančnost digitalizacije, boste morali uporabiti dve spletni kameri. V tem primeru vir svetlobe nadomesti druga kamera. Naredi sam 3D-skener iz dveh kamer vam omogoča, da zmanjšate čas izračunov za točke, ki spadajo v laserski trak.

Izdelava 3D skenerja iz projektorja in spletne kamere

Za to boste potrebovali:

  • projektor;
  • Spletna kamera;
  • program DAVID-laserscanner;
  • stojala za spletne kamere in projektorje;
  • kalibracijska plošča (pritrdite dva majhna lista iverne plošče pod kotom 90 stopinj in lepite liste papirja s predhodno natisnjenimi predlogami s suhim lepilom);
  • gramofon (lahko iz starega trenažerja Grace in več zatičev).

Če želite skenirati predmet, ga postavite navpično in naredite 7-8 skeniranj, tako da ga zavrtite v krogu. Dobljene skene združimo. Po tem spremenimo položaj predmeta in izvedemo enak postopek. Kombiniramo skeniranje obeh polovic predmeta. S klikom na gumb “varovalka” dobimo tridimenzionalni model predmeta. Shranite ga lahko v kateri koli izbrani obliki in nato obdelate z:

  • Delcam LastMaker;
  • Easylast;
  • Last Design & Engineering;
  • Forma 2000;
  • Čevljar QS.

Izdelava 3D skenerja iz igralne konzole

Xbox One je konzola, ki je že opremljena s Kinectom druge generacije in se lahko uporablja kot 3D skener. Če imate običajni igralni krmilnik, lahko naredite 3D skener iz kinect z naslednjimi programi:

  1. Kinect Fusion. Ustvari zelo podrobne modele z branjem podatkov iz senzorjev Kinect.
  2. Skanect. Z njegovo pomočjo se ustvarijo 3D slike prostorov z vsemi predmeti, ki so v njih. Če želite ustvariti tridimenzionalni model okoliškega prostora, morate napravo preprosto zavrteti okoli sebe. Za detajliranje posameznih predmetov je potrebno kamero znova usmeriti vanje.


Izdelava 3D skenerja iz pametnega telefona

Kako narediti 3D skener iz navadne mobilne naprave? Danes se za to uporabljajo različni programski izdelki. Z njihovo pomočjo se pametni telefon spremeni v popoln 3D-skener. Najbolj priljubljeni programski algoritmi:

  1. MobileFusion. S standardno kamero sledi položaju predmeta in nato posname fotografijo. Iz serije fotografij dobimo tridimenzionalni model. Deluje na različnih platformah in OS.
  2. Pomaga pri ustvarjanju tridimenzionalnih fotografij poljubnih predmetov in jih nato pošlje v 3D tiskalnik.
  3. Autodesk 123D Satch. S tem programom se na aditivnih napravah ustvarijo in natisnejo tridimenzionalni modeli zgradb, ljudi in drugih predmetov, ki jih je mogoče fotografirati iz vseh zornih kotov in strani.

Takšni sistemi ne zahtevajo sprememb strojne opreme ali internetne povezave. Za začetek morate samo zagnati mobilno aplikacijo in premikati telefon po predmetu, ki ga skenirate.