Skanowanie 3D to metoda przenoszenia rzeczywistego kształtu trójwymiarowego modelu do postaci cyfrowej.
Wielu użytkowników zastanawia się jak wykonać skanowanie 3D przy użyciu skanera. Ta technologia jest coraz bardziej popularna ze względu, że w parze razem z nią idzie druk 3D. Chciałbym Wam przestawić metodykę podejścia do tego zagadnienia przy użyciu skanera 3D NextEngine HD, a w kolejnym artykule opiszę jak naszą stworzoną chmurę punktów obrobić w oprogramowaniu SOLIDWORKS przy użyciu dodatku ScanTo3D, który jest już dostępny w pakiecie Professional.
Jeśli potrzebujesz zaczerpnąć więcej informacji przeczytaj artykuł Skanowanie 3D
Do dzieła!
Przygotowanie detalu
Nasz model, aby był zeskanowany z jak najlepszą jakością, z odwzorowaniem każdego szczegółu musi być uprzednio przygotowany
Postanowiono, że przedmiotem jaki będzie skanowany będzie zacisk do sztangi, dokładnie taki jak przedstawiony poniżej:
Pierwszym krokiem jest zmatowanie powierzchni, po to aby światło lasera zostało odbite pod odpowiednim kątem. W naszym przypadku była to czarna farba oraz talk.
Kolejnym krokiem było naniesie markerów, czyli zaznaczeniu kolejnych powierzchni przedmiotu za pomocą białej farby.
Skanowanie
Skaner daje możliwość skanowania w 3 trybach:
- Makro (macro)- daje on możliwość skanowania przedmiotów z dokładnością 0.005”, pole widzenia wynosi 3×5”. Przedmiot należy umieścić ok. 16 cm przed skanerem
- Szerokim (wide)- daje on możliwość skanowania przedmiotów z dokładnością 0.015” przy polu widzenia 10×13”. Przedmiot umieszczamy ok. 40cm przed skanerem
- Powiększonym (extender) możliwość skanowania przedmiotów z dokładnością 0.03” przy polu widzenia 16×22”. Przedmiot umieszczany jest do 75 cm przed skanerem
Do skanowania naszego przedmiotu najodpowiedniejszym był tryb makro z uwagi na małe wymiary.
Podstawą do skanowania było określenie optymalnej odległości od skanera. Wykonaliśmy kilka skanów próbnych, aby uzyskać odpowiednią ostrość (ok. 0.005”)
Z uwagi na kształt naszego przedmiotu pierwszą serią skanów, były skany poprzez automatyczny obrót detalu wokół własnej osi (tryb 360), umiejscowionego na ruchomej podstawie dołączonej do wyposażenia skanera. Korzystając z tej opcji po zaznaczeniu ilości zdjęć wykonanych przez laser przy obrocie o 360° oraz po wykonaniu skanowanie, oprogramowanie automatycznie połączy wykonane skany ( nasz model będzie odpowiednio uzupełniany).
Niestety otrzymany wynik nie był zadowalający, dlatego należało przejść do trybu ręcznego, skanując przedmiot pod różnym kątem.
Po wykonaniu pierwszego skanu, należało „oczyścić”, czyli usunąć fragmenty tła, korzystając z funkcji „trim”.
Jak widać na przykładzie, zaznaczamy , a następnie usuwamy czerwony obszar, który może być zanieczyszczeniem pochodzącym z tła, bądź też chcemy usunąć dany obszar. Usuwamy, go ze względu, że nie jest on częścią naszego przedmiotu.
Następnie wykonujemy kolejny skan, i tutaj również dokonujemy edycji opcją „trim”. Mając przygotowane tak 2 elementy (po użyciu funkcji „trim”), przechodzimy do kolejnego kroku czyli do połączenia skanów. Tutaj z pomocą przychodzi nam funkcja „allign”.
Przedstawiony przykład pokazuje w jaki sposób łączymy skany. Po lewej stronie znajduje się element bazowy, czyli ten do którego będziemy doklejać kolejny skan. Jak widać nanosimy na nasze skany różnokolorowe kropki, czyli punkty odniesienia. Znajdujemy te same krzywizny, punkty na obydwu elementach.
Po wykonaniu odpowiedniej ilości skanów, po usunięciu zbędnych elementów oraz po połączeniu wszystkich skanów otrzymaliśmy poniższą chmurę punktów.
Kolejnym etapem jest uproszczenie siatki, tak aby składał się tylko z jednej siatki, z uwagi na szybsze obliczanie oraz renderowanie chmury punktów. Korzystamy tutaj z funkcji „fuse”. Efektem użycia tej opcji jest poniższy model:
Widać wyraźnie, że mamy tylko jedną siatkę, co znacznie skraca czas obliczeń oraz renderowania chmury punktów. Poniżej ten sam model przedstawiony w innym widoku.
Ostatnim krokiem wykonując skanowanie było nadanie odpowiedniej orientacji naszego przedmiotu, tak aby ułatwiło nam to pracę nad obróbką chmury punktów w zewnętrznym programie.
