Programma per la scansione 3D con la stampa. Geomagic per SolidWorks: il percorso veloce dallo spazio di lavoro fisico allo spazio di lavoro CAD

31.01.2022

L'attrattiva delle tecnologie additive è difficile da sopravvalutare. Ecco perché gli accessori per la stampa 3D sono così popolari oggi. Con un budget limitato, puoi realizzare uno scanner 3D con le tue mani. Per fare ciò, utilizzano strumenti e aggregati improvvisati o semplicemente trasformano un normale smartphone in uno scanner.

Realizzazione di uno scanner 3D utilizzando una webcam

Per realizzare uno scanner 3d fatto in casa, avrai bisogno di:

webcam di qualità;
un laser lineare, ovvero un dispositivo che emette un raggio laser (per ottenere una scansione di alta qualità, è meglio che il raggio sia il più sottile possibile);
vari supporti, compreso l'angolo per la calibrazione;
software speciale per l'elaborazione di immagini e dati acquisiti.

Tieni presente che senza il software appropriato non sarai in grado di creare un modello digitale di oggetti e oggetti. Pertanto, inizialmente occuparsi della disponibilità di programmi speciali. Ad esempio, DAVID-laserscanner e TriAngles sono considerati di base, ma devono utilizzare una superficie rotante.

Inizia con un angolo di calibrazione. Per crearlo, stampa il modello (è incluso nel pacchetto del programma). Posizionalo in modo che crei un angolo di 90 gradi. È importante osservare la scala corretta durante la stampa. Per fare ciò, utilizzare la scala di calibrazione. La calibrazione della fotocamera viene eseguita in modalità automatica o manuale, anche questa fornita dal software.

Per scansionare un oggetto, sarà necessario posizionarlo nell'angolo di calibrazione e di fronte per installare una webcam. È importante posizionare l'oggetto esattamente al centro dell'immagine sullo schermo. Nelle impostazioni della webcam, devi disabilitare tutte le regolazioni automatiche. Impostano anche il colore del raggio laser. Premendo "Start", vengono eseguiti movimenti fluidi. Il raggio deve circondare l'oggetto da tutti i lati. Questo sarà il primo ciclo di scansione. In futuro è necessario modificare la posizione del laser per coprire tutti i punti che non sono stati elaborati la volta precedente.

Al termine di tutti i processi, la scansione si interrompe e nel programma viene selezionata la modalità "visualizzazione in 3D". Se non hai un laser a portata di mano, puoi sostituirlo con una fonte di luce brillante. Fornirà una proiezione della linea d'ombra. Vero, in questo caso, modifica le impostazioni nel programma che corrisponderanno a questi parametri.

Realizziamo uno scanner tridimensionale da due webcam

Se hai bisogno di un'elevata precisione di digitalizzazione, dovrai utilizzare due webcam. In questo caso, la sorgente luminosa viene sostituita da una seconda telecamera. Lo scanner 3d fai-da-te da due fotocamere consente di ridurre al minimo il tempo di calcolo per i punti che cadono nella banda laser.

Realizziamo uno scanner 3d da un proiettore e una webcam

Per questo avrai bisogno di:

proiettore;
webcam;
DAVID-programma scanner laser;
treppiedi per webcam e proiettore;
pannello di calibrazione (fissare due piccoli fogli di truciolare con un angolo di 90 gradi e incollare fogli di carta con dime prestampate con colla a secco);
giradischi (può essere costruito da un vecchio simulatore “grace” e alcuni pin).

Per scansionare un oggetto, posizionalo verticalmente ed esegui 7-8 scansioni, ruotandolo in un cerchio. Uniamo le scansioni ottenute. Successivamente, cambiamo la posizione dell'oggetto e facciamo la stessa procedura. Combiniamo le scansioni delle due metà dell'oggetto. Cliccando sul pulsante “fusibile”, otteniamo un modello tridimensionale dell'oggetto. Può essere salvato in qualsiasi formato selezionato e quindi elaborato con:

Delcam LastMaker;
facile;
Ultima progettazione e ingegneria;
Modulo 2000;
Shoemaster QS.

Realizzare uno scanner 3D da una console di gioco

Xbox One è un set-top box che è già dotato del Kinect di seconda generazione e può essere utilizzato come scanner 3D. Se disponi di un normale controller di gioco, puoi creare uno scanner 3D da kinect utilizzando i seguenti programmi:

Kinect Fusion. Crea modelli altamente dettagliati leggendo i dati dai sensori Kinect.
Scanect. Con il suo aiuto, vengono create immagini 3D delle stanze con tutti gli oggetti che si trovano al loro interno. Per creare un modello tridimensionale dello spazio circostante, devi solo ruotare il dispositivo attorno a te. Per dettagliare i singoli oggetti, è necessario puntare nuovamente la fotocamera su di essi.

Realizzare uno scanner 3d da uno smartphone

Come realizzare uno scanner 3D da un normale dispositivo mobile? Oggi per questo vengono utilizzati vari prodotti software. Con il loro aiuto, lo smartphone si trasforma in uno scanner tridimensionale a tutti gli effetti. Gli algoritmi software più popolari:

MobileFusion. Tiene traccia della posizione dell'oggetto con l'aiuto di una fotocamera standard, quindi scatta una foto. Da una serie di scatti si ottiene un modello tridimensionale. Funziona su diverse piattaforme e sistemi operativi.
Aiuta a creare fotografie tridimensionali di qualsiasi oggetto, quindi le invia a una stampante 3D.
Cattura di Autodesk 123D. Con l'aiuto di questo programma, vengono creati e stampati modelli tridimensionali di edifici, persone e altri oggetti su dispositivi aggiuntivi che possono essere fotografati da tutte le angolazioni e lati.

Tali sistemi non richiedono modifiche hardware o connessione a Internet. Per iniziare, devi solo avviare l'applicazione mobile e spostare il telefono attorno all'oggetto da scansionare.

strumento professionale per la creazione di modelli tridimensionali

Avendo una stampante 3D a portata di mano, voglio davvero ripetere qualche oggetto su di essa - non uno di quelli i cui modelli in diversi formati possono essere scaricati su Internet, ma il mio. Potrebbe essere una parte di un dispositivo che non è possibile acquistare per la riparazione, o un giocattolo preferito dei bambini, o qualche altro oggetto, che è difficile o impossibile da costruire un modello 3D software (anche perché tale modellazione richiede programmi costosi e come usarli).

Pertanto, il proprietario di una stampante 3D inizia molto presto a pensare a uno scanner 3D. Tuttavia, la scansione per la stampa 3D è solo uno dei tanti possibili usi degli scanner 3D, il più ovvio dal punto di vista degli appassionati di stampa 3D privati con le loro stampanti relativamente economiche, ma lontano dai più importanti e richiesti. Più spesso, si tratta di attività piuttosto professionali e commerciali, che vanno dalle più semplici, come la creazione di ritratti 3D di persone molto apprezzate dal pubblico avanzato, su cui si guadagnano bene, per finire con la creazione di immagini di reperti museali unici, interni di locali, aree della superficie terrestre in scavi archeologici e paleontologici. Uno scanner 3D può trovare lavori nella medicina, nella produzione di abbigliamento e calzature, nell'architettura, nei sistemi di sicurezza e in molti altri settori dell'attività umana, che non elencheremo, poiché su Internet ci sono già abbastanza messaggi al riguardo.

Ovviamente, deve esserci un qualche tipo di software tra lo scanner e la stampante o il dispositivo di visualizzazione della scansione ricevuta, ad esempio un monitor, proprio come accade con la scansione "cartacea". È vero, abbiamo già scoperto in precedenti recensioni che l'integrazione nei sistemi operativi di supporto non solo per gli scanner 3D, ma anche per le stampanti 3D è ancora molto lontana, quindi in questa fase i produttori di scanner 3D di solito stanno sviluppando anche software per la scansione e la conversione esegue la scansione di modelli 3D utilizzabili.

Inizieremo la nostra conoscenza di tali prodotti con l'azienda (nella parola "Artek" l'enfasi è sulla seconda sillaba), fondata nel 2007 e che ormai ha sviluppato e prodotto in serie una linea di scanner compatti ma abbastanza professionali che eseguono software che utilizza i propri algoritmi di elaborazione. L'azienda è internazionale, ma notiamo con soddisfazione che uno dei centri di sviluppo e produzione si trova a Mosca.

Come molti altri produttori di apparecchiature 3D, i prodotti dell'azienda non sono ancora progettati per l'utente di massa, principalmente a causa del prezzo, sebbene gli scanner Artec siano notevolmente, a volte 2-3 volte più economici degli analoghi funzionali con caratteristiche comparabili. Naturalmente, tutto qui dipenderà dalla domanda: l'azienda non rimarrà nell'ambito dello sviluppo e della produzione di prodotti per professionisti con fondi solidi, ma, man mano che si presenteranno opportunità, non ignorerà i consumatori con un budget limitato.

Poiché l'argomento è abbastanza capiente, prima faremo conoscenza con il programma Artec Studio, che consente di creare rapidamente modelli tridimensionali di vari oggetti utilizzando uno o più modelli di scanner o sensori Artec di altri produttori. Fornisce non solo il controllo della scansione, ma anche l'elaborazione dei dati ricevuti, nonché l'ottimizzazione della mesh e altre operazioni necessarie per creare un modello 3D di alta qualità che può essere inviato a una stampante o a una macchina, importato in programmi di modellazione 3D o utilizzato in qualsiasi altro scopo.

Installazione

Prima di iniziare, dovresti creare un account sul sito, che ti aiuterà a registrare il software online e a semplificare l'accesso alle distribuzioni e ad alcuni materiali informativi. Questo account sarà valido per tutti i siti e servizi Artec, inclusa una risorsa per la condivisione di modelli 3D.

Nel caso in cui, per motivi di sicurezza, il computer non sia connesso a Internet, esiste anche la possibilità di attivazione offline. È vero, avrai ancora bisogno di un account e di un computer con accesso a Internet: su di esso verrà creato un file speciale, che dovrà essere trasferito sul computer con Artec Studio utilizzando un'unità flash o un altro supporto.

La licenza è legata a una specifica configurazione del computer e qualsiasi aggiornamento hardware, inclusa la modifica del disco rigido, comporterà la perdita dell'attivazione del software. In realtà, non c'è niente di sbagliato in questo: se è prevista la modifica della configurazione, puoi disattivare tu stesso la licenza e quindi, dopo l'aggiornamento, riattivarla. Non è molto conveniente in questi casi, solo il fatto che la disattivazione implica anche la disinstallazione del programma stesso. In caso di attivazione offline, la licenza non può essere disattivata.

Se la sostituzione dei componenti del computer è stata causata da un malfunzionamento o semplicemente hai dimenticato di disattivarla, puoi ripristinare la licenza utilizzando il servizio di supporto dell'azienda. L'istruzione afferma che il numero delle disattivazioni e delle successive attivazioni potrebbe essere limitato, ma ci è stato assicurato che in realtà non è così: se online non funziona, allora con l'aiuto del servizio di supporto puoi sempre ripristinare l'attivazione .

Il programma Artec Installation Center (AIC) da installare ti aiuterà a chiarire quante licenze sono disponibili e già attivate, elencare gli scanner Artec installati e aiutarti ad attivarli, e fare clic con il tasto destro del mouse sulla riga con il nome del programma che verrà visualizzata dati che potrebbero essere richiesti quando si contatta il supporto tecnico. AIC terrà traccia del rilascio di nuove versioni del software e ti aiuterà ad aggiornare le applicazioni.

Durante l'installazione del software, vengono installati anche i manuali utente in inglese e russo: file PDF Manuale-9.2.0-RU e Manuale-9.2.0-EN. Nonostante i nomi diversi, abbiamo installato esattamente gli stessi file in inglese, ma questo è un fenomeno temporaneo: la traduzione in russo è apparsa abbastanza di recente e non hanno avuto il tempo di includerla nella distribuzione. Inoltre non siamo riusciti a trovare un manuale in lingua russa sul sito Web ufficiale nel momento in cui abbiamo iniziato a lavorare con il programma, ma è stato ancora trovato un collegamento ad esso nel tuo account personale e dovrebbe essere incluso nel kit di distribuzione nel prossimo futuro .

Oltre ad Artec Studio, c'è anche Artec SDK, un insieme di algoritmi, documentazione ed esempi, ovvero un costruttore con cui qualsiasi utente che dispone di uno scanner Artec (i dispositivi di altri produttori non sono supportati) e Visual Studio può creare il proprio applicazione o plug-in. Un esempio dell'utilizzo dell'SDK è l'integrazione degli scanner Artec con il software Autodesk Memento.

L'Artec SDK è attualmente in versione beta, quindi può essere installato su qualsiasi numero di computer senza limitazioni e AIC lo visualizzerà come Non installato. Se non hai intenzione di creare i tuoi programmi o plug-in che supportano gli scanner Artec, non puoi installare questo SDK.

Un po' del servizio di assistenza tecnica Artec: basta scrivere una lettera all'indirizzo [email protetta] e in qualsiasi forma affermare l'essenza del problema, è possibile in russo. La risposta è garantita entro 24 ore, nei fine settimana potrebbe essere un po' più lungo, tuttavia, anche nei fine settimana, i tecnici dell'assistenza cercano di non lasciare i clienti incustoditi. E questa non è solo una dichiarazione: la nostra comunicazione con il supporto tecnico dell'azienda è stata tempestiva e proficua.

Requisiti informatici

Per installare il software è necessario un computer con sistema operativo Windows 7 o 8 e, in qualsiasi versione, non necessariamente Professional. Ma tieni presente che l'attuale versione di Artec Studio 9.2 può essere installata solo su un sistema operativo a 64 bit, mentre le versioni precedenti funzionavano anche su quelli a 32 bit.

Non esiste una versione speciale per Mac OS, ma puoi eseguire il software Artec su quei Macbook in cui Windows è installato tramite BootCamp o una macchina virtuale. Va tenuto presente che nel caso di una macchina virtuale alcune funzioni delle schede video diventano non disponibili.

Ci sono anche alcuni requisiti per la configurazione del computer, alcuni sono di natura consultiva, ma ci sono anche quelli obbligatori: la scheda video deve essere sicuramente NVidia o ATI, con processori video Intel o FirePro M6100 FireGL V il programma si avvierà, ma non saranno disponibili alcune funzioni, di cui ogni avvio assomiglierà a un avviso:

Inoltre, le schede video NVidia GeForce serie 400 e successive con almeno 1 GB di memoria saranno le più ottimali. Le schede Quadro dovrebbero essere utilizzate solo se si prevede di utilizzare lo stereo (e di disporre di un display appropriato), altrimenti GeForce è la scelta migliore.

E con i driver sono possibili anche opzioni: ad esempio, con il driver di Microsoft per la nostra scheda GeForce, il lancio di Artec Studio è stato accompagnato dall'avviso mostrato sopra, e solo quando abbiamo installato l'ultimo driver di NVidia ha smesso di apparire . Quando si cambia il driver, non è necessaria la disattivazione.

Tra i requisiti meno critici, elenchiamo i seguenti: Si consigliano processori Intel Core i5 o i7, almeno 8 gigabyte di RAM (e preferibilmente 12 o più), almeno 300 MB di spazio libero su disco (è preferibile utilizzare un SSD per aumentare le prestazioni) e, ovviamente, una porta USB 2.0 libera per il collegamento di uno scanner - e nello specifico 2.0: al momento non è garantito il corretto funzionamento con USB 3.0, e comunque è auspicabile che a questa USB sia collegato solo uno scanner controllore. Le prestazioni saranno ridotte quando si utilizzano processori Intel Xeon e AMD, nonché schede grafiche in una configurazione SLI.

Per i test, abbiamo utilizzato un computer con una configurazione Intel i5-4570S 2,90 GHz / 8 GB, che non è la più potente. E come unità, è stato utilizzato un HDD, non un SSD. Abbiamo testato le schede video NVidia GeForce: 8800GTX (768 MB) e GTX 980 (4 GB).

Utilizzo di scanner e sensori

Le possibilità di Artec Studio verranno rivelate in modo più completo insieme agli scanner Artec, tuttavia puoi anche utilizzare dispositivi di terze parti: Microsoft Kinect, Asus Xtion, PrimeSense Carmine, tuttavia, non verranno visualizzati in AIC e dovrai installare i driver dal produttore per lavorare con loro. Il supporto per Kinect 2, rilasciato da Microsoft nel 2014, è previsto per il 2015 in Artec Studio, questo nuovo sensore non è supportato nella versione corrente.

Abbiamo iniziato con Artec Studio utilizzando il sensore Microsoft Kinect scaricando e installando l'SDK Kinect (v.1.6, disponibile dal sito Web Microsoft). C'è da dire che Kinect non è uno scanner, ma un sensore poco costoso utilizzato nelle console di gioco Xbox; avevamo un Kinect Xbox 360. Le sue capacità di scansione sono estremamente limitate, puoi lavorare solo con oggetti abbastanza grandi e paragonabili alle dimensioni di una figura umana, e non solo non trasmette piccoli dettagli, ma ne dà un contorno generale, sebbene riconoscibile. Le differenze sono chiaramente visibili nell'immagine: la cifra gialla è stata ottenuta utilizzando Kinect e la cifra verde è stata ottenuta utilizzando uno scanner Artec.

Tuttavia, abbiamo ritenuto che Kinect fosse abbastanza buono per una prima introduzione al software Artec. Il suo principale (e forse unico) vantaggio è il suo costo molto più basso rispetto anche agli scanner 3D di classe professionale più economici come Artec Eva Lite.

Artec Studio supporta anche più scanner, ma è importante che ogni scanner sia collegato al proprio controller USB 2.0. Se il computer non dispone del numero richiesto di controller, è possibile installare schede di espansione PCI-Express USB 2.0 aggiuntive.

Abbiamo anche collegato Kinect ad una porta USB 3.0, non si sono notate differenze positive o negative, inoltre la presenza di un mouse sullo stesso controller USB (2.0 o 3.0) non ha interferito con lo scanner. Ma questo non significa affatto che non sia necessario ascoltare i desideri del produttore in merito alle connessioni USB, soprattutto perché altri produttori di scanner 3D o sensori e software per loro dicono la stessa cosa.

Dopo aver installato lo scanner (collegando il proprio alimentatore a una presa da 220 V e il cavo USB alla porta corrispondente del computer), apparirà automaticamente nel programma Artec Studio: “File - Impostazioni - Cattura”. Vero, non viene visualizzato il nome dello scanner, ma il suo tipo in base all'area di copertura, per gli scanner Artec:

L: oggetti di grandi dimensioni - una persona a figura intera e oggetti a lui paragonabili,
S: parti separate della figura umana (testa, mano) e oggetti di dimensioni simili,
M: piccoli oggetti come una matita o una chiave, nonché singole parti di oggetti di grandi dimensioni,
Ragno: come S, ma con maggiore precisione.

Va notato che è il tipo di dispositivo visualizzato che determina le impostazioni di scansione ed elaborazione e l'elenco sopra non significa affatto che, ad esempio, lo scanner Artec Spider non possa funzionare con oggetti di dimensioni pari a un metro.

I dispositivi di altri produttori sono indicati qui come "sensori 3D di terze parti". Saranno presenti anche i propri nomi, ad esempio nella finestra di dialogo "Sondaggio".

Di conseguenza, le impostazioni dell'algoritmo verranno selezionate automaticamente. È possibile utilizzare le impostazioni standard per scattare con lo scanner selezionato, ma è anche possibile impostarle manualmente.

Struttura della finestra del programma

La finestra di Artec Studio ha un aspetto abbastanza familiare agli editor di immagini 2D: la sua parte centrale è occupata da una vista 3D dell'oggetto scansionato (abbiamo usato una normale sedia da ufficio), le barre degli strumenti e le modalità si trovano in alto e a sinistra, l'area di lavoro viene visualizzato a destra i dati caricati nel programma (scansioni, risultati della loro elaborazione, ecc.), in basso - una finestra di registro, che mostra un elenco di comandi eseguiti e messaggi aggiuntivi (con specificazione dell'ora). Il rapporto tra le dimensioni della vista 3D, dello stage e della finestra della cronologia può essere modificato per impostare un metodo di visualizzazione conveniente per le azioni attualmente eseguite.

Quando si lavora con una vista 3D, l'area di lavoro e la finestra della cronologia possono essere completamente nascoste.

Nota: la finestra Vista 3D non mostra il modello finito, ma una scansione grezza,
quindi l'immagine è sfocata

Quando si seleziona una modalità operativa utilizzando i pulsanti sul pannello di sinistra, viene visualizzata una barra degli strumenti aggiuntiva corrispondente alla modalità selezionata. La sua larghezza può anche essere modificata entro determinati limiti per mantenere la dimensione ottimale della finestra di visualizzazione 3D.

Nella parte superiore della finestra 3D View in tutte le modalità tranne lo scatto, è presente un altro piccolo pannello per un rapido accesso agli strumenti, la cui composizione dipende dalla modalità selezionata.

Nella parte inferiore della finestra del programma si trova la barra di stato, che mostra informazioni sull'uso della RAM e sullo stato di avanzamento dell'operazione corrente.

L'area di lavoro della finestra mostra il progetto corrente: un elenco di scansioni incluse in esso e i risultati della loro elaborazione. Facendo doppio clic su una riga con una determinata scansione verrà visualizzato un elenco di tutti i fotogrammi in essa inclusi, che possono essere visualizzati singolarmente o attivare la modalità di riproduzione (visualizzazione sequenziale veloce). Le cornici possono essere modificate o eliminate, ad esempio se una persona ha fatto qualche movimento durante la scansione della sua figura; alcuni di questi frame nell'elenco sono contrassegnati con la parola "Errore" nella colonna "Qualità".

Tali fotogrammi difettosi possono anche essere trasferiti a un'altra scansione per essere ricalcolati e corretti separatamente utilizzando gli algoritmi di Artec Studio.

Prima di passare alla scansione, dobbiamo parlare un po' di come si ottiene l'immagine del modello utilizzando uno scanner 3D.

Sequenza

Innanzitutto, qualche parola sugli algoritmi per calcolare la posizione dello scanner rispetto a un oggetto oa una scena. Poiché esistono diversi principi di registrazione (contatto e non contatto, attivo e passivo), prendiamo lo stesso Kinect come esempio.

Contiene due camere. Il primo è un telemetro a infrarossi; il proiettore integrato irradia l'oggetto con raggi IR, i cui riflessi sono percepiti dalla telecamera basata sul sensore CMOS e formano informazioni sulla forma geometrica. La seconda è simile a una web-camera con una risoluzione di 640×480 pixel, che cattura a colori la trama superficiale di un oggetto.

È abbastanza ragionevole utilizzare insieme le informazioni sulla geometria e sulla trama per migliorare l'accuratezza della registrazione delle superfici scansionate. È vero, ciò aumenterà il tempo di elaborazione o richiederà una maggiore potenza di elaborazione dal computer.

Pertanto, se la forma dell'oggetto è piuttosto complessa e non contiene parti di grandi dimensioni con una forma piatta, sferica o cilindrica, per la registrazione è possibile utilizzare solo un telemetro. Inoltre, non tutti gli scanner hanno una texture camera.

Ma se l'oggetto non ha una trama di colore (ad esempio, è dipinto in modo uniforme) e la sua forma è molto liscia (vicino a cilindrica o sferica) e soprattutto se è di dimensioni molto grandi, allora devi usare i segni - icone speciali poste con colla o magneti sulla superficie dell'oggetto o sugli oggetti circostanti.

Inoltre, quando si utilizzano determinati tipi di scanner, potrebbero verificarsi problemi associati alle peculiarità di alcuni oggetti. Pertanto, i metodi di scansione ottica sono poco adatti per oggetti trasparenti o neri contenenti aree lucide o abbaglianti. E gli scanner a bassa risoluzione non sono in grado di catturare dettagli fini come capelli e così via.

Pertanto, l'oggetto a volte deve essere pre-preparato: a seconda delle sue caratteristiche, apporre segni sull'oggetto stesso o sugli oggetti circostanti, oppure coprire aree nere, trasparenti o lucide con una sostanza facilmente rimovibile come il talco. E, naturalmente, scegli lo scanner più adatto: ad esempio, Kinect non è categoricamente adatto per piccoli oggetti e per trasferire piccoli dettagli.

L'oggetto preparato viene scansionato: viene registrata una sequenza di fotogrammi. Quindi è necessario rimuovere tutto ciò che è superfluo: un supporto (tavolo o pavimento) e gli oggetti circostanti o parti di essi caduti nell'obiettivo. Alcuni frame potrebbero non avere successo, ad esempio la mano dell'operatore che reggeva lo scanner tremava; possono essere eliminati o spostati in scansioni separate. Naturalmente, tali azioni dovrebbero essere previste nel programma di scansione.

Spesso è impossibile o difficile scansionare un intero oggetto in una volta, quindi è altamente auspicabile che il programma consenta di eseguire più sessioni e quindi combinare le scansioni parziali risultanti. In questi casi si aggiunge al processo la fase del loro assemblaggio e, eventualmente, l'ottimizzazione dei frame in tutte le scansioni per la loro successiva elaborazione (in Artec Studio questa è chiamata registrazione globale). In questo caso, potrebbero essere trovati altri elementi che non sono correlati all'oggetto scansionato e non eliminati nella fase precedente, quindi viene aggiunta un'altra sessione di modifica.

Ma sulle scansioni ricevute, molte superfici sono fisse e abbiamo bisogno di una che descriva il nostro campione nella sua interezza. Pertanto, il passaggio successivo è l'incollaggio, i cui risultati potrebbero nuovamente richiedere la modifica.

Il modello risultante potrebbe essere inutilmente complesso e il file sarà eccessivamente grande una volta salvato. Ciò significa che potrebbe essere necessaria l'ottimizzazione per ridurre il numero di poligoni senza degradare in modo significativo la geometria del modello.

L'ultima fase è l'imposizione di una texture di colore, se, ovviamente, è stata filmata e deve essere salvata in un file.

Questo è un algoritmo generale; ora puoi vedere come è implementato in Artec Studio.

Modalità di scansione

Questa modalità viene attivata premendo il pulsante "Scatta": questa è la modalità, ma non la scansione stessa.

Nelle impostazioni è possibile selezionare il metodo di posizionamento: geometria + trama, solo geometria e per segni. È vero, solo due sono disponibili per sensori di terze parti come Kinect (schermata a destra).

Fornisce inoltre la possibilità di impostare alcuni parametri, il cui set può differire leggermente per diversi modelli di scanner Artec e sensori di terze parti.

Ad esempio, Luminosità texture, Sensibilità e Flash disattivato non saranno disponibili quando si utilizza Kinect.

Gli scanner Artec catturano le superfici a una frequenza fino a 15-16 fotogrammi al secondo, per sensori come Kinect puoi impostare il doppio, ma non ha molto senso: non giriamo un film con oggetti in rapido movimento, ma muoviamo dolcemente lo scanner attorno a un campione fermo (o viceversa: ruotiamo lentamente il campione nel "campo visivo" dello scanner) e abbiamo solo bisogno di fotogrammi adiacenti per avere aree con un grado di sovrapposizione sufficiente per il successivo allineamento. Se la velocità di movimento è elevata, verrà visualizzato un avviso corrispondente, che può essere accompagnato da un segnale acustico.

Pertanto, un aumento eccessivo del frame rate porterà solo ad un inutile "gonfiore" del volume di scansione, espresso in megabyte, e ad aumentare i tempi per la sua elaborazione. È difficile fornire qui una stima quantitativa: tutto dipenderà dai parametri del computer su cui è installato il programma.

Un altro parametro importante è l'area di lavoro, che è determinata dai confini vicini e lontani. Innanzitutto, sono determinate dalle caratteristiche tecniche dello scanner o del sensore stesso, anche se possono essere scavalcate entro certi limiti, sacrificando la precisione: "Impostazioni - Scatto".

Per un oggetto specifico, è meglio specificare l'area di lavoro in modo che, da un lato, un minimo di oggetti estranei cada nel "campo visivo" e, dall'altro, alcune parti dell'oggetto scansionato non vengano tagliate spento.

Per impostare l'area di lavoro, c'è uno strumento abbastanza visivo: un telemetro, una serie di istogrammi nella parte sinistra della finestra di visualizzazione 3D, che mostra la distribuzione dei punti delle superfici ottenute in base alla distanza dallo scanner.

Durante il processo di scansione svolgono un'altra funzione: il loro colore indica lo stato del processo di registrazione. Ad esempio, in caso di guasto, il grafico a barre diventa rosso.

È meglio determinare in anticipo l'area di lavoro, nella modalità di anteprima, sebbene possa essere corretta anche durante la scansione.

Se selezioni la modalità di fusione in tempo reale, i fotogrammi verranno combinati proprio durante la scansione, dopodiché otterremo un modello "incollato". Sembrerebbe che questo sia l'unico modo per farlo per evitare passaggi inutili durante l'elaborazione, tuttavia, l'incollaggio viene eseguito dal processore grafico e le sue capacità sono determinate dalle prestazioni della scheda video e dalla quantità di RAM disponibile su esso. Per ottimizzare le risorse, è possibile utilizzare l'impostazione esistente ("Impostazioni - Risorse"), che stabilisce l'equilibrio tra la risoluzione (dimensione del voxel, ovvero passo della griglia di triangolazione) e l'area di scansione (sotto forma di dimensione del lato del cubo).

Lo scanner deve essere spostato intorno o lungo un oggetto (piccoli oggetti possono essere posizionati su una base rotante) e il pulsante Avvio/Pausa sul corpo dello scanner, che Kinect non ha, può essere molto utile qui. In una certa misura, può essere sostituito da un ritardo di inizio registrazione, che può essere impostato entro 1 ... 100 secondi, 0 corrisponde all'avvio immediato della registrazione dopo aver premuto il pulsante corrispondente nella finestra del programma. È vero, il tempo rimasto prima dell'inizio non viene visualizzato in alcun modo e puoi scoprire che la registrazione è già iniziata solo dalla comparsa di bordi colorati sull'immagine nella finestra di visualizzazione 3D.

Dopo essere usciti dalla modalità "Scatto", le scansioni acquisite vengono combinate: una registrazione accurata (durante la ripresa viene eseguita anche una registrazione grossolana, in modo da poter osservare i risultati della scansione). L'operazione potrebbe richiedere del tempo, quindi non tentare di intraprendere alcuna azione immediatamente e tieni d'occhio la barra di stato per i messaggi. A seguito di alcune modifiche, potrebbe essere necessaria una registrazione più precisa, che può essere avviata indipendentemente dal pannello Comandi.

In accordo con l'algoritmo sopra descritto, puoi procedere alla modifica.

Visualizzazione e modifica dei modelli

Il controllo della posizione di osservazione nella finestra Vista 3D viene eseguito con il mouse ed è molto facile da imparare. Lo zoom avanti e indietro è controllato dalla rotellina del mouse (a passi) o dai suoi movimenti con il pulsante destro premuto (fluido), quando viene premuto il pulsante sinistro, il punto di osservazione si sposta attorno al centro impostato da un doppio clic e se entrambi i pulsanti del mouse vengono premuti, il suo movimento sposta l'oggetto intorno alla finestra.

Per la visualizzazione più comoda, puoi impostare e selezionare molto: tipo di proiezione - prospettica o ortogonale, punto di vista - sinistra, destra, in alto, ecc., modalità di rendering, ombreggiatura, illuminazione, visualizzazione del colore, trama e superfici interne. C'è anche uno strumento per salvare gli screenshot della finestra di visualizzazione 3D.

In generale, il set di strumenti che forniscono facilità di visualizzazione è piuttosto ampio, ma tutti questi sono solo meccanismi ausiliari per la cosa principale: l'editing. Più precisamente, correzioni dei difetti di scansione, inclusa sia l'eliminazione di tutto ciò che è superfluo, ad esempio parti di oggetti estranei che sono caduti nel "campo visivo" dello scanner, sia l'operazione inversa, il riempimento di aree non scansionate.

È possibile modificare sia l'intera scansione che i singoli fotogrammi. Per fare ciò, c'è un intero set di strumenti:

Quando si utilizza uno di essi, è possibile impostare una serie di parametri o selezionare impostazioni specifiche:

Va ricordato che alcuni strumenti sono disponibili solo in determinate modalità. Quindi, per una scansione, non puoi usare il "pennello di rimozione anomalo", ma per un singolo fotogramma puoi (ma modificare ogni fotogramma su diverse centinaia è un compito ingrato, ed è meglio usare tali strumenti per un modello 3D) .

Questo potrebbe non riguardare solo le scansioni ottenute utilizzando Artec Studio. La funzione di importazione ti consentirà di caricare altri modelli nei formati OBJ, STL, PLY, WRL, PTX e iniziare a elaborarli. Allo stesso tempo, esiste una funzione di ricerca automatica e correzione dei difetti in essi, anche in fase di importazione.

Prendiamo ad esempio un dinosauro familiare ai nostri lettori dalle recensioni precedenti, nel modello che abbiamo di cui abbiamo due difetti nella zampa anteriore destra: un elemento sospeso in aria, che ricorda un po' la mano a due dita di un animale, così come una crescita a forma di fagiolo nell'area della curva del gomito. Sono contrassegnati da frecce nello screenshot.

Con i mezzi a disposizione, abbiamo rimosso facilmente entrambi i difetti:

Naturalmente, all'inizio non è possibile eseguire rapidamente operazioni di modifica, ma sottolineiamo che gli strumenti necessari sono descritti in dettaglio nel manuale utente (anche in russo), i metodi per utilizzarlo sono abbastanza semplici e si padroneggiano rapidamente, soprattutto se hai almeno un po' di abilità nel lavorare con editor 2D come Adobe Photoshop.

Scansione dell'assieme e registrazione globale

Per ottenere un modello, le scansioni scansionate e modificate devono essere riunite - registrate, per le quali l'operazione di assemblaggio è fornita in Artec Studio. Selezionare le scansioni desiderate e aprire la finestra per questa operazione.

Una delle scansioni, la prima della lista, è considerata registrata e le altre verranno registrate ad essa. Puoi anche selezionare un'altra scansione come quella "base".

Il modo più semplice è l'assemblaggio rigido automatico. Tuttavia, in molti casi, principalmente a causa dell'insufficiente copertura della scansione e della scarsa qualità della trama, si conclude con un errore e quindi devi lavorare.

Per cominciare, le scansioni possono essere combinate manualmente trascinandole con il mouse. La precisione di tale allineamento è bassa e questa operazione viene utilizzata principalmente come preliminare per altri metodi.

Più accurati sono metodi come l'assemblaggio manuale per punti: su due scansioni segniamo coppie di punti (preferibilmente più) corrispondenti alle stesse sezioni dell'oggetto, e premiamo il pulsante “Raccogli per punti”.

Per gli oggetti con texture, puoi anche utilizzare la mappatura delle texture, ma ciò richiede una potenza di calcolo significativa e, su un computer particolare, il tempo di esecuzione della procedura di assemblaggio può aumentare notevolmente.

Per combinare superfici (frame) all'interno di un'unica scansione, viene fornito un assieme con restrizioni. E per gli oggetti che possono cambiare forma durante la scansione (una persona o un animale), viene utilizzato un assieme non rigido, un algoritmo che, oltre a muoversi e ruotare, prevede anche la deformazione. È vero, non funziona con le scansioni, ma con i modelli intermedi precedentemente preparati sulla loro base.

Qualsiasi operazione può essere annullata o ripetuta, per la quale sono previsti i pulsanti corrispondenti nel pannello Assembla.

Dopo aver completato l'assemblaggio delle scansioni, è necessario trasferire tutte le superfici a frame singolo su un unico sistema di coordinate, ovvero eseguire la registrazione globale. Per oggetti complessi scansionati ad alta risoluzione, questa operazione può richiedere molto tempo e richiedere una grande quantità di RAM.

Questa operazione ha tre parametri impostabili. Innanzitutto si tratta di un algoritmo: solo geometria o geometria e texture (nel secondo caso, il tempo di esecuzione può aumentare notevolmente). Vengono inoltre impostati la distanza minima tra punti singolari adiacenti sulla superficie e il numero di iterazioni.

Se non è possibile eseguire la registrazione globale per tutte le scansioni contemporaneamente, puoi provare a farlo per due di esse, tra le quali c'è un divario. Se successivamente il gap è diminuito, l'operazione deve essere ripetuta, aumentando il numero di iterazioni. Le azioni devono essere proseguite fino al completo allineamento di tutte le scansioni.

Ottenere il modello

Al completamento della registrazione globale, è possibile un'altra fase di modifica, ad esempio per rimuovere i valori anomali, per i quali è prevista l'operazione corrispondente nel menu "Comandi".

Successivamente, puoi procedere alla combinazione di tutti i dati ricevuti in un unico modello poligonale - all'incollaggio. Artec Studio prevede tre tipi di incollaggio:

veloce: il metodo è il più efficiente e il meno impegnativo per la potenza di calcolo del computer (compresa la quantità di memoria), ma dopo potrebbe essere necessaria un'ulteriore elaborazione dei risultati,
liscio: più dispendioso in termini di risorse e più adatto per la creazione di modelli del corpo umano, nonché per superfici con dati 3D parzialmente mancanti,
Preciso: leggermente più veloce dell'incollaggio liscio, fornisce dettagli migliori ed è adatto per ricostruire dettagli fini e bordi sottili.

Ogni tipo di incollaggio ha da due a quattro parametri da impostare:

Nota: nomi dei parametri dei comandi, ecc. nell'interfaccia in lingua russa, i programmi molto spesso non vengono tradotti. Forse perché la traduzione letterale rimarrà comunque incomprensibile senza ulteriori commenti disponibili nel manuale utente.

Il modello ottenuto dopo l'incollaggio può contenere dei difetti (inoltre: il più delle volte sarà così), che dovranno essere rimossi. Per fare ciò, Artec Studio fornisce tutta una serie di strumenti:

Gli algoritmi funzionano automaticamente, ma puoi impostare alcuni parametri.

È possibile eseguire i comandi di elaborazione eseguendo manualmente ciascuno di essi, ma è anche possibile abilitare l'avvio automatico di una sequenza di comandi selezionata:

Quindi l'operatore non deve prestare costantemente attenzione a ciò che sta accadendo: questo è conveniente, dato che l'esecuzione dei singoli comandi può richiedere molto tempo. Ma c'è anche un aspetto negativo: molto spesso, in base ai risultati di una particolare operazione, è necessario prendere una decisione su ulteriori azioni, quindi la modalità automatica è chiaramente destinata all'elaborazione di oggetti dello stesso tipo, la sequenza di comandi ( con determinati valori dei loro parametri) per i quali è stato elaborato in anticipo. In questi casi sarà molto utile la presenza di una modalità di elaborazione batch.

L'ultimo passaggio sarà la texturing: applicare una texture a colori al modello risultante, se è stata acquisita durante la scansione ed è richiesta quando si utilizza il modello. Per fare ciò, esiste uno strumento "Texture":

Il risultato della sua applicazione è anche suscettibile di alcune regolazioni: puoi regolare la luminosità, la saturazione, ecc.

Pertanto, per ottenere un modello di alta qualità, devi armeggiare: con un paio di movimenti con lo scanner e pochi clic del mouse, questo è possibile solo nelle demo. In una certa misura, un'eccezione possono essere i casi di scansione di oggetti dello stesso tipo, le cui procedure di elaborazione sono state testate e messe a punto in anticipo.

Altre caratteristiche

Resta da aggiungere qualche parola sulle altre possibilità fornite da Artec Studio.

In qualsiasi fase del lavoro, i dati ricevuti (scansioni) ei risultati della loro elaborazione, inclusa la cronologia delle modifiche, possono essere salvati su disco come file di progetto.

Artec Studio può essere utilizzato come visualizzatore di file 3D. Dato che si avvia molto velocemente su un computer sufficientemente potente (e non ha senso utilizzarlo su altri), non ci saranno inconvenienti in tal senso. E offre molte opportunità di visualizzazione.

Supporta la ripresa simultanea da più scanner collegati a un computer. Considerando il prezzo elevato degli scanner stessi, questa può sembrare una caratteristica ridondante, ma vi ricordiamo che sia gli scanner che il software Artec sono ancora strumenti per uso professionale e per risolvere molti compiti professionali, il costo di più scanner potrebbe risultare essere insignificante rispetto alle opportunità aggiuntive che si aprono.

Possono esserci anche diversi sensori e diversi tipi possono essere combinati. Se parliamo di Asus Xtion/PrimeSense, allora possono essercene fino a otto, e se prevedi di usare Kinect, allora è importante ricordare che Microsoft ha le proprie restrizioni sul numero di dispositivi connessi contemporaneamente, quindi tu può connettere non più di quattro Kinect per Windows o un Kinect Xbox.

Sono disponibili strumenti per misurazioni - lineari e geodetiche, sezioni di costruzione di un oggetto e mappe delle distanze tra due superfici, nonché per la creazione di annotazioni.

E, naturalmente, puoi selezionare individualmente le impostazioni predefinite, dalle unità di misura agli avvisi sonori e ai colori dell'area di lavoro.

Per gli scanner Artec è disponibile un'utilità Strumento diagnostico che esegue funzioni di correzione o calibrazione (a seconda del modello). Ciò potrebbe essere necessario se lo scanner è stato soggetto a urti o urti durante il funzionamento o il trasporto.

Rendiamo omaggio agli autori del manuale d'uso: è molto dettagliato, ma senza "masticare" eccessivamente ogni piccola cosa, scritto in un linguaggio del tutto comprensibile e ben illustrato. Il proprietario non può che essere pigro: studia le istruzioni e provale nella pratica.

Alternative

Quando si tratta di lavorare solo con sensori economici come Kinect, non è necessario utilizzare programmi come Artec Studio, che sono molto più costosi del sensore stesso. Puoi utilizzare altri programmi, inclusi quelli gratuiti (a volte con determinate restrizioni), ad esempio Scenect di Faro, Skanect di ManCTL (ora acquisito da Occipital Inc), Kinnect Fusion di Microsoft e altri.

Per avere qualcosa con cui confrontarci, abbiamo provato a lavorare con questi programmi. Diciamo brevemente: cosa paghiamo quando acquistiamo Artec Studio, rispetto al software gratuito o shareware.

Microsoft Kinect Fusion

In realtà, questo è il nome della tecnologia e tra gli strumenti dello sviluppatore c'è un'utilità Kinect Fusion Explorer basata su di essa. Ed è proprio questa l'utility destinata principalmente a dimostrare le capacità della tecnologia, e quindi non solo non contiene alcuna funzione di editing, ma anche la sua interfaccia non è dotata almeno di un minimo di comfort: ci sono una serie di impostazioni , inclusi risoluzione e bordi fronte-retro, e lo scatto inizia subito dopo l'avvio dell'utilità.

Si presume che l'oggetto verrà scansionato in una sessione e, se qualcosa va storto, dovrai ricominciare da capo. E molte cose possono "andare storte": sposta il sensore lungo o attorno all'oggetto un po' più velocemente - viene visualizzato un messaggio di errore e la richiesta di riportare il sensore nell'ultima posizione registrata con successo, cosa tutt'altro che sempre possibile.

Completamento del processo - salvataggio della scansione in formato STL o OBJ (la trama del colore non viene salvata). Non è prevista la visualizzazione della scansione e l'eventuale correzione, manuale o automatica.

Pertanto, la possibilità di utilizzare in pratica Kinect Fusion Explorer sembra essere molto dubbia. Per ribadire, stiamo valutando l'utilità, non la tecnologia Kinect Fusion in sé.

L'utilità è distribuita come parte dell'SDK, ma non era nel pacchetto 1.6 che abbiamo installato affinché Kinect funzioni con Artec Studio. Ho dovuto scaricare e installare l'SDK v.1.7 (con l'SDK della stessa versione). Inoltre, è necessaria una scheda grafica compatibile con DirectX 11, altrimenti Kinect Fusion Explorer semplicemente non funzionerà. Inoltre, lavorare con altri sensori - ad esempio Asus Xtion - è difficilmente possibile; Non abbiamo trovato conferma ufficiale di ciò, ma a giudicare dal concetto stesso dell'SDK, in primis dal nome, l'elenco delle dotazioni è probabilmente limitato ai modelli Kinect.

Skanect

Questo è già un programma di scansione 3D molto più completo che supporta il lavoro con vari sensori e, quando si utilizzano le moderne schede video NVidia, consente di utilizzare le capacità dell'architettura CUDA. Un altro vantaggio di questo programma è che può funzionare non solo su Windows (32 o 64 bit), ma anche su Mac OS X. È vero, la versione gratuita di Skanect non è solo concepita per un uso non commerciale, ma anche presenta alcune limitazioni funzionali, ad esempio non è possibile salvare modelli ad alta risoluzione (tuttavia, questo non è molto importante per sensori primitivi come Kinect).

Abbiamo provato la versione 1.70 per Windows.

Le impostazioni consentono di impostare non solo i confini anteriore e posteriore, ma l'intera area cubica (la dimensione cambia con incrementi di 10 cm), per scansionare oggetti alti come una persona, l'altezza di quest'area può essere raddoppiata.

Puoi iniziare la scansione con un ritardo (impostato con incrementi di 1 secondo) e il conto alla rovescia verrà visualizzato in grandi numeri nella finestra del programma: questo è esattamente ciò che manca ad Artec Studio.

La scansione dell'intero oggetto dovrebbe essere eseguita in una sessione. Sono disponibili anteprime di scansione completa e alcune funzioni di correzione automatica: smussamento degli angoli acuti, aggiunta di dettagli ad aree scansionate in modo incompleto (come il riempimento di buchi), nonché rimozione di dettagli fini e riduzione del numero di facce per semplificare il modello. Sono supportate anche le texture a colori.

Per regolazioni più precise, puoi trasferire la scansione a un editor esterno, quindi caricare il risultato su Skanect, ma ciò richiede la versione Pro (a pagamento).

Un notevole vantaggio di questo programma è la sua facilità d'uso, che ci permette di consigliarlo a chi sta muovendo i primi passi nella scansione 3D. Vero, è richiesta la conoscenza dell'inglese.

Software Faro

Più complesso è il programma Faro Scenect. Sfortunatamente, non può funzionare con i driver Kinect installati come parte del corrispondente Microsoft SDK, che sono necessari per il funzionamento di Artec Studio, Skanect e, naturalmente, Kinect Fusion. Scenect richiederà la loro disinstallazione e l'installazione dei driver OpenNI, altrimenti il sensore non verrà riconosciuto. Forse ciò è dovuto al fatto che il programma è una versione gratuita appositamente sviluppata del software Faro Scene, progettata per funzionare con gli scanner laser 3D professionali Faro.

Non siamo stati troppo pigri per farlo per parlare brevemente di questo programma nella versione 5.2. Per ricevere il kit di distribuzione, è necessario compilare il modulo di registrazione, dopodiché verrà inviato un collegamento per il download all'e-mail in esso specificata.

Il programma può funzionare con i sensori Kinect e Asus Xtion Pro Live (il kit di distribuzione contiene i driver OpenNI necessari per loro) e per migliorare la precisione, vengono calibrati utilizzando un foglio di calibrazione prestampato sulla stampante. È vero, l'opportunità di una tale procedura per sensori così primitivi non è molto chiara.

Per funzionare, è necessario un computer con una versione a 64 bit di MS Windows. Non ci sono distribuzioni speciali per Mac OS X, la documentazione non menziona nemmeno la possibilità di lavorare con questo sistema operativo. Non esiste un'interfaccia in lingua russa e non ci sono istruzioni in russo.

Questo programma è notevolmente più difficile da padroneggiare rispetto a Skanect: ad esempio, devi affrontare concetti come una scansione, una nuvola di punti scansionati (nuvola di punti di scansione), un'area di lavoro (spazio di lavoro) e un progetto (progetto di scansione), ma il le possibilità sono molto più ampie: l'oggetto è già non è necessario scansionare in una sessione, è possibile operare con più scansioni.

La scansione inizia subito dopo aver premuto il pulsante corrispondente.

Naturalmente, ci sono anche strumenti di visualizzazione avanzati. Sono supportate le texture a colori, nonché l'aggancio a un sistema di coordinate esterno e la corrispondenza con i modelli CAD. Ci sono anche alcune possibilità di modifica utilizzando vari selettori e pennelli di selezione.

Ma non è possibile ottenere un file modello adatto per la stampa 3D in Skanect. Per creare una griglia, devi prima salvare il risultato in uno dei formati disponibili, ad esempio VRML (*.wrl):

E poi aprilo in un programma come MeshLab e usalo per creare un file in formato STL o OBJ.

Pertanto, se confrontato con le funzionalità minime di Skanect, per non parlare del primitivo Kinect Fusion Explorer, Scenect è molto più vicino nelle sue capacità ad Artec Studio, sebbene l'"ideologia" di elaborazione sia molto diversa. Tuttavia, Scenect è solo una versione del programma Faro Scene, perfezionato per due tipi di sensori economici con capacità limitate che non sono affatto progettati per il lavoro professionale. Cioè, questa è una chiara "esca": una persona che ha speso molto tempo e sforzi per padroneggiare le complessità di Scenect e ha deciso di passare a lavorare con scanner 3D di classe professionale si orienterà involontariamente verso i prodotti Faro.

Cioè, è già chiaro che Faro e Artec sono rivali nel mercato degli scanner 3D; Non confronteremo i prezzi dei loro prodotti, noteremo solo alcuni punti. Primo: è un peccato che Artec non abbia una tale "esca" - per i test con sensori convenienti, puoi utilizzare solo una versione di prova di 30 giorni, che non è sempre sufficiente. In secondo luogo, i prodotti Artec attualmente si confrontano favorevolmente con Faro in quanto non solo la documentazione in lingua russa e un'interfaccia russa nel software, ma anche un servizio di supporto pronto a comunicare con utenti di lingua russa, e questo è un problema piuttosto importante per i costosi apparecchiature e software costosi.

Conclusione

I programmi di scansione 3D come Artec Studio sono attualmente prodotti piuttosto specifici, se non esotici. Ci sono pochissime persone che hanno esperienza professionale con diversi programmi di questo tipo e sono in grado di fare un confronto competente ed equilibrato delle opportunità; purtroppo non apparteniamo a loro, e quindi ci asterremo da qualsiasi conclusione. Tranne una cosa, puramente soggettiva: grazie alla disponibilità di documentazione realizzata coscienziosamente e di una comoda interfaccia, padroneggiare Artec Studio non ci sembrava un compito impossibile: ci sarebbe stato tempo e desiderio.

Speriamo nel prossimo futuro di presentare ai lettori altri prodotti Artec: gli scanner.

Ogni scanner 3D sul mercato genera milioni di linee matematiche, coordinate e dati nel processo, che una persona senza un software speciale non può capire. Il programma esegue la quantità di lavoro più difficile: riceve i dati dallo scanner, li elabora, li corregge e li modernizza e li converte in un formato conveniente per l'output. Pertanto, quando acquisti uno scanner 3D, pensa subito all'acquisto di un pacchetto software adatto. Il catalogo completo può essere trovato su https://cybercom.ru/catalog/3d-software/.

Aiuto con la scansione

La configurazione iniziale dello scanner, l'impostazione dei parametri di base, la ricezione dei dati primari e la loro elaborazione più semplice: questi sono i programmi del primo round. Artec Studio è considerato il leader in questo senso. Il complesso è popolare tra i principianti perché ha un'interfaccia semplice e intuitiva. Tuttavia, ha un'ampia funzionalità, che è sufficiente per funzionare con qualsiasi dispositivo.

Elaborazione dei risultati

Quindi, hai una scansione 3D primaria di un oggetto con cui è attualmente impossibile lavorare. Innanzitutto, deve essere elaborato. Questo viene fatto da programmi di secondo livello che convertono i dati grezzi in modelli modificabili. Tali soluzioni sono progettate da 3D Systems. Ha diversi esemplari interessanti:

Geomagic Design X. Il programma è impegnato nella creazione di modelli CAD parametrici, convertendo le scansioni ricevute in pochi secondi. La modellazione CAD passa a un nuovo livello.

Geomagic per SOLIDWORKS. Il complesso converte l'oggetto scansionato in un prototipo digitale a stato solido per il lavoro successivo nell'ambiente SolidWorks.

Avvolgimento geomagico. La soluzione più semplice ed economica disponibile. Adatto a chi non ha bisogno di risolvere complessi problemi di produzione.

Preparazione per la stampa

Oggi gli scanner sono inseparabili dalle stampanti 3D. I primi catturano le proprietà fisiche degli oggetti, mentre i secondi portano in realtà modelli e prototipi migliorati. Ma per il loro normale funzionamento è necessario un potente pacchetto software. Meritano attenzione:

MagicsRP. Un programma universale che funziona con il formato STL. Aiuterà a preparare il bianco per la stampa, eliminare gli errori, suggerire la soluzione migliore.

imita. Un pacchetto specializzato che ha trovato applicazione in medicina. Aiuta a elaborare i dati da risonanza magnetica, TC e altri dispositivi medici. Crea modelli ad alta precisione del corpo umano per un'ulteriore trasmissione al medico curante.

Cybercom offre ulteriori informazioni sulle tecnologie di scansione 3D, sulle moderne stampanti 3D e sui relativi software. Le informazioni sono disponibili sul sito ufficiale

Acquistando per la prima volta, l'acquirente desidera ricevere le copie più accurate dei prodotti scansionati. Per alcuni, inizia a rivelarsi immediatamente e qualcuno passa molto tempo per ottenere il risultato desiderato.

Per esperienza personale, dirò che ogni volta che scannerizzo un nuovo prodotto, incappo in insidie e problemi.

Naturalmente, quando si presenta un problema, andiamo subito su Internet per trovare le risposte alle nostre domande. E nella maggior parte dei casi li troviamo, ma purtroppo c'è ben poco sull'argomento che si può trovare in rete. Nasce quindi l'idea di scrivere dei consigli su cosa e come fare per ottenere il risultato desiderato. L'articolo sarà di interesse sia per un principiante che per un proprietario esperto di scanner 3D.

In questo articolo, esamineremo 10 suggerimenti per la scansione con scanner 3d portatili. Questi suggerimenti si applicheranno sia agli scanner 3D economici basati su Microsoft Kinect fatti in casa che agli scanner 3D portatili con meno di $ 50.000.

Tempo di impostazione: Ci vuole molto tempo per ottenere una buona scansione. Include non solo il tempo della scansione diretta. Preparati a dedicare molto tempo alla configurazione dell'ambiente del prodotto scansionato e alla configurazione dell'hardware.
Lunghezza del cavo: gli scanner palmari sono dotati di cavi per il collegamento a un PC o laptop. Prima di iniziare la scansione, è consigliabile tenere conto della lunghezza del cavo in modo da poter scansionare il prodotto da tutte le angolazioni.
Risposta: A differenza degli scanner 3d fissi, quelli manuali richiedono un feedback costante. Pertanto, prima di iniziare la scansione, assicurati che il monitor sia nel tuo campo visivo.
Autorizzazione: alcuni scanner 3d portatili, in particolare quelli costosi, offrono di impostare le opzioni di scansione prima della scansione. E il desiderio naturale sarà quello di impostare un'alta risoluzione. Ma in questo caso, i movimenti dello scanner devono essere molto lenti. Questo può essere difficile in quanto lo scanner è piuttosto pesante. Per cominciare, è meglio determinare quale risoluzione è richiesta, potresti non aver bisogno della massima.
Angoli e sottosquadri: prima della scansione, analizzare il prodotto per individuare angoli e sottosquadri che potrebbero essere problematici durante la scansione. Pensa in anticipo alla traiettoria dello scanner per catturarli e scansionare bene
Sfondo: alcuni scanner 3d richiedono uno sfondo con motivi per determinare la posizione dello scanner rispetto all'oggetto. Questo è facile da ottenere. Dovresti cercare di evitare sfondi "monotoni" o utilizzare altri oggetti nella scena. Ma è necessario evitare di spostare gli oggetti nella scena, poiché ciò può confondere lo scanner.
Materiali estranei: assicurarsi che non siano presenti oggetti estranei sull'oggetto scansionato. Non interferiranno con la scansione, ma il processo di elaborazione della scansione potrebbe essere difficile, perché dovranno essere rimossi.
Supporto: Alcuni oggetti potrebbero presentare sottosquadri che non possono essere scansionati senza sollevare l'oggetto. Se il prodotto viene sollevato, il processo di scansione andrà fuori strada e tutto dovrà essere riavviato. Inizialmente, guarda il supporto su cui appoggi il prodotto e da dove puoi "arrivare" a tutti gli elementi dell'oggetto.
Colore e illuminazione: alcuni scanner 3d catturano il colore e la trama di un oggetto. Ma il colore giusto può essere ottenuto solo se si utilizza correttamente l'illuminazione dell'oggetto. L'illuminazione naturale è la migliore. Ma la scansione 3D viene eseguita anche all'interno. Pertanto, è necessario tenere conto del fatto che l'oggetto è illuminato in modo uniforme da tutti i lati. Se l'illuminazione non è uniforme, il lato non illuminato sarà debole rispetto al lato illuminato.
pulizia: Al termine della scansione, sarà necessario convertire la scansione in un modello 3d. Alcune aziende forniscono il loro software di elaborazione insieme allo scanner 3D. In questo caso, il programma farà tutto per te. Ma potresti doverlo fare con il tuo software che hai. Quindi dovrai riempire i buchi, levigare le superfici, semplificare la complessa trama dell'oggetto.

Speriamo che questi suggerimenti ti aiutino.

Partendo dalla revisione del software per la modellazione tridimensionale e la progettazione, è necessario delineare due compiti globali che si propone di risolvere:

elaborazione di dati di scansione e modellazione 3D;
preparazione di modelli per la stampa 3D.

In questo articolo considereremo le principali funzionalità e vantaggi dei prodotti software presentati sul mercato russo da iQB Technologies.

I. Software per l'elaborazione dei dati di scansione 3D

È importante capire che il processo di scansione stesso è solo la prima fase del lavoro, è semplicemente la raccolta di informazioni "grezze". Per ottenere il risultato finale, dobbiamo elaborare i dati di scansione utilizzando un software specializzato.

Il compito di questo tipo di software è quello di creare una copia tridimensionale virtuale di un oggetto fisico per il suo successivo utilizzo nella progettazione assistita da computer, nella preparazione tecnologica della produzione e nell'analisi ingegneristica (CAD/CAM/CAE).

Al termine della scansione, i dati ricevuti vengono elaborati in prodotti software. Gli scanner 3D rappresentano i dati sotto forma di una nuvola di punti e modelli moderni - sotto forma di modelli poligonali (punti cuciti insieme mediante triangolazione). Utilizzando il software, è possibile eliminare gli errori nel modello scansionato, creare un insieme di superfici NURBS, progettare modelli solidi parametrici a tutti gli effetti, analizzare possibili modifiche ed errori, condurre ricerche, analisi comparative, nonché controllare le dimensioni e la qualità di un oggetto fisico.

Risultati della scansione 3D e della creazione di modelli CAD nel software Geomagic Design X

La scansione 3D e, di conseguenza, l'elaborazione dei dati ricevuti risolve i seguenti compiti:

controllo della geometria (compreso il controllo geometrico durante il funzionamento per misurare l'usura, il controllo in ingresso e in uscita dei prodotti);
reverse engineering (per ripristinare e/o ottimizzare la forma di un oggetto, reverse engineering e costruire un modello CAD);
per la ricostruzione o riqualificazione di edifici, strutture, impianti;
assegno di raccolta;
creazione di archivi digitali.

Nella produzione, la scansione 3D viene utilizzata principalmente per il reverse engineering e il controllo della geometria.

disponibilità di macro script per l'automazione dei processi;
il modo più semplice per salvare, convertire la texture e la texture della superficie, anche in una texture map;
un'innovativa capacità di convertire superfici contorte in superfici piatte per misurarle, modellare texture e texture, creare schizzi 2D;
un modo semplice e veloce per creare un modello 3D per la stampa da un'area puntuale;
supporto per tutti i digitalizzatori 3D, fotocamere e scanner in formato XYZ/ASCII e gestione dei dati di superficie e volume ordinati e non.

Geomagic Control X: potente software di controllo della geometria

Un prodotto software flessibile per l'identificazione e la risoluzione dei problemi nel campo del controllo qualità, che offre strumenti di misurazione, controllo e analisi potenti e intuitivi.

Il compito immediato del software è confrontare i dati del prodotto operativo con il modello di riferimento e compilare report completi in un formato conveniente. Il processo di reporting può essere automatizzato e i dati ottenuti possono essere facilmente scambiati con tutti i partecipanti al progetto. Control X consente di migliorare significativamente le prestazioni dell'azienda durante l'esecuzione del controllo di qualità del prodotto.

ControlX è:

la possibilità di confrontare i dati ottenuti sia con lo standard che con altri dati;
controllo e analisi delle informazioni ricevute rispetto sia allo standard che ad altri dati;
report scaricabili personalizzabili, con la possibilità di automatizzare il controllo;
supporto per i dati ottenuti non solo con l'ausilio della scansione 3D, ma anche in altri modi;
supporto per un gran numero di formati, che consente di controllare e analizzare i dati da varie fonti;
interfaccia intuitiva.

Geomagic Design X: nuove opportunità per lavorare in CAD

Il software di reverse engineering più completo, dai dati di scansione 3D alla creazione di modelli solidi parametrizzati (CAD).

la capacità di creare un albero di costruzione CAD-dettaglio nei più diffusi sistemi CAD internazionali;
ricreare la storia della costruzione di una parte CAD nei sistemi CAD più avanzati;
ricostruzione rapida di modelli dai dati scansionati;
una varietà di strumenti e algoritmi per l'elaborazione dei dati.

Geomagic per SolidWorks: il percorso veloce dallo spazio di lavoro fisico allo spazio di lavoro CAD

Un'altra soluzione software per il reverse engineering con un'ampia gamma di funzionalità. Si tratta di un insieme di strumenti software che fornisce opzioni avanzate per l'utilizzo di nuvole di punti e poligoni nel processo di progettazione. È un plug-in compatibile con i più diffusi modelli di scanner 3D e supporta l'importazione di formati di file di punti e poligoni standard.

Geomagic per SolidWorks è:

elaborazione automatizzata ad alta velocità della nuvola di punti;
potenti strumenti di allineamento;
trattamento superficiale automatico;
formazione di sezioni trasversali di griglie;
Confronto 3D con analisi della varianza entry-level;
controllo delle deviazioni in tutte le fasi della progettazione;
creazione di modelli solidi di alta qualità;
integrazione con scanner 3D industriali per lavorare in uno schema diretto "scanner - SolidWorks", inclusi FARO, Hexagon, Nikon, Vialux e Capture from 3D Systems;
interfaccia amichevole e intuitiva.

Scanner 3D Creaform: tutto incluso

A differenza di altri produttori di scanner 3D, spedisce i suoi dispositivi con il software VXelements completamente integrato, inoltre i moduli VXModel e VXInspect possono essere acquistati separatamente.

Elementi VXè una piattaforma unica che riunisce tutti gli elementi e gli strumenti essenziali in un ambiente di lavoro intuitivo, semplice e snello.
Modello VX– Software per il reverse engineering. Converte i dati di scansione 3D per l'uso in tutti i comuni CAD o .
VXispeziona– software per il controllo qualità.

II. Software per la preparazione di modelli per la stampa 3D

Materialise Magics: modellazione 3D basata su CAD e dati di scansione 3D

Una soluzione universale è offerta da un'azienda che ha sviluppato un prodotto software specifico per i professionisti della produzione additiva Magie. Consente di creare singoli strati di componenti ad alta velocità e precisione sulla base di dati CAD 3D o dati di scansione 3D. Magics fornisce un ciclo completo: dall'importazione dei dati (in STL e altri formati) e dall'analisi della qualità per supportare la creazione, la preparazione della piattaforma e la post-elaborazione.

Vantaggi del software Materialise Magics:

velocità, ottimizzazione ed elevata affidabilità di tutti i processi;
un insieme di soluzioni pratiche ed efficaci per la preparazione di piattaforme, la costruzione di supporto durante l'utilizzo;
ampia funzionalità per la modifica dei modelli (aggiunta di loghi, texture, immagini);
la capacità di eseguire tagli complessi (ad esempio con perni di collegamento incorporati), operazioni booleane, ecc.;
la presenza di un'ampia libreria per quasi tutti i modelli di apparecchiature con parametri prescritti e personalizzabili;
analisi e correzione di modelli (correzione rapida, preparazione e ottimizzazione di una mesh poligonale con la migliore conservazione di texture, colore e qualità, analisi di eventuali problemi);
un'ampia gamma di strumenti per condurre processi aziendali di produzione additiva;
interfaccia intuitiva e facilmente personalizzabile con supporto tecnico dello sviluppatore in russo.

Cosa c'è in Magics

Modulo base RP. Ha una vasta gamma di funzioni speciali per la modifica dei modelli, funziona con un gran numero di formati di file di importazione. Correggi gli errori nei file caricati in modo rapido, accurato e geometrico. Mantiene il colore, le trame e le trame originali degli oggetti dopo il "trattamento" dei file scaricati, a seconda delle impostazioni. Fornisce una comoda configurazione dei processi in tutte le fasi di preparazione per la stampa.
12 moduli aggiuntivi per svolgere funzioni specifiche. Ad esempio, il modulo di importazione di Magics consente di importare molti formati diversi; Il modulo Magics Structures consente di progettare e stampare strutture e livelli a nido d'ape; Il modulo Magics Slice viene utilizzato per trasferire oggetti a livello di livelli di dettaglio nei formati CLI, F&S, SLC, SSL; Volume Support Module e Tree Support Module sono raccolte di supporti e così via.
Modulo base 3-matic separato progettato per la modellazione di parti in formato STL (triangolazione standard). Consente di eseguire l'ottimizzazione topologica a livello di microstruttura, anche con l'ausilio di molti programmi CAE.