Pogarszać 

Program do skanowania 3d z wydrukiem. Geomagic dla SolidWorks: szybka droga od fizycznej do przestrzeni roboczej CAD

Atrakcyjność technologii przyrostowych jest trudna do przecenienia. Dlatego akcesoria do druku 3D są dziś tak popularne. Przy ograniczonym budżecie możesz zrobić skaner 3d własnymi rękami. W tym celu wykorzystują improwizowane narzędzia i agregaty lub po prostu zamieniają zwykły smartfon w skaner.

Tworzenie skanera 3D za pomocą kamery internetowej

Aby wykonać domowy skaner 3d, będziesz potrzebować:

  • wysokiej jakości kamera internetowa;
  • laser liniowy, czyli urządzenie emitujące wiązkę laserową (aby uzyskać wysokiej jakości skanowanie, lepiej, aby wiązka była jak najcieńsza);
  • różne mocowania, w tym kąt do kalibracji;
  • specjalne oprogramowanie do przetwarzania zeskanowanych obrazów i danych.

Należy pamiętać, że bez odpowiedniego oprogramowania nie będzie można stworzyć cyfrowego modelu obiektów i obiektów. Dlatego najpierw zadbaj o dostępność specjalnych programów. Na przykład DAVID-laserscanner i TriAngles są uważane za podstawowe, ale muszą używać obracającej się powierzchni.

Zacznij od kąta kalibracji. Aby go utworzyć, wydrukuj szablon (jest zawarty w pakiecie programu). Ustaw go tak, aby tworzył kąt 90 stopni. Ważne jest, aby podczas drukowania zachowana była prawidłowa skala. W tym celu użyj wagi kalibracyjnej. Kalibracja kamery odbywa się w trybie automatycznym lub ręcznym, zapewnia to również oprogramowanie.

Aby zeskanować obiekt, należy go umieścić w rogu kalibracyjnym, a naprzeciwko zainstalować kamerę internetową. Ważne jest, aby obiekt umieścić dokładnie na środku obrazu na ekranie. W ustawieniach kamery internetowej musisz wyłączyć wszystkie automatyczne korekty. Określają również kolor wiązki laserowej. Po naciśnięciu „Start” wykonywane są płynne ruchy. Wiązka musi okrążać obiekt ze wszystkich stron. To będzie pierwszy cykl skanowania. W przyszłości konieczna jest zmiana pozycji lasera, aby pokryć wszystkie punkty, które nie były wcześniej obrabiane.

Po zakończeniu wszystkich procesów skanowanie zatrzymuje się i w programie wybierany jest tryb „wyświetlanie w 3D”. Jeśli nie masz pod ręką lasera, możesz go zastąpić jasnym źródłem światła. Zapewni projekcję linii cienia. To prawda, że ​​w takim przypadku zmień ustawienia w programie, które będą odpowiadać tym parametrom.

Wykonujemy trójwymiarowy skaner z dwóch kamer internetowych

Jeśli potrzebujesz wysokiej dokładności digitalizacji, będziesz potrzebować dwóch kamer internetowych. W takim przypadku źródło światła zostaje zastąpione drugą kamerą. Zrób to sam skaner 3d z dwóch kamer pozwala zminimalizować czas obliczania punktów, które wpadają w pasmo lasera.

Wykonujemy skaner 3d z projektora i kamery internetowej

Do tego będziesz potrzebować:

  • rzutnik multimedialny;
  • kamerka internetowa;
  • program skanera laserowego DAVID;
  • statywy do kamery internetowej i projektora;
  • panel kalibracyjny (przymocuj dwa małe arkusze płyty wiórowej pod kątem 90 stopni i przyklej kartki papieru z zadrukowanymi szablonami suchym klejem);
  • gramofon (może być zbudowany ze starego symulatora „łaski” i kilku pinów).

Aby zeskanować obiekt, ustaw go pionowo i wykonaj 7-8 skanów, obracając go w kółko. Łączymy uzyskane skany. Następnie zmieniamy pozycję obiektu i wykonujemy tę samą procedurę. Łączymy skany dwóch połówek obiektu. Klikając przycisk „bezpiecznik” uzyskujemy trójwymiarowy model obiektu. Można go zapisać w dowolnym wybranym formacie, a następnie przetwarzać za pomocą:

  • Delcam LastMaker;
  • łatwy ostatni;
  • Ostatni projekt i inżynieria;
  • Formularz 2000;
  • Shoemaster QS.

Tworzenie skanera 3D z konsoli do gier

Xbox One to dekoder, który jest już wyposażony w sensor Kinect drugiej generacji i może być używany jako skaner 3D. Jeśli masz zwykły kontroler do gier, możesz zrobić skaner 3d z kinect za pomocą następujących programów:

  1. Fuzja Kinecta. Tworzy bardzo szczegółowe modele, odczytując dane z sensorów Kinect.
  2. Scanect. Za jego pomocą tworzone są obrazy 3D pomieszczeń ze wszystkimi znajdującymi się w nich obiektami. Aby stworzyć trójwymiarowy model otaczającej przestrzeni, wystarczy obrócić urządzenie wokół siebie. Aby uszczegółowić poszczególne obiekty, musisz ponownie skierować na nie kamerę.


Tworzenie skanera 3d ze smartfona

Jak zrobić skaner 3d ze zwykłego urządzenia mobilnego? Obecnie używa się do tego różnych programów. Z ich pomocą smartfon zamienia się w pełnoprawny trójwymiarowy skaner. Najpopularniejsze algorytmy oprogramowania:

  1. MobileFusion. Śledzi położenie obiektu za pomocą standardowej kamery, a następnie wykonuje zdjęcie. Z serii ujęć uzyskuje się trójwymiarowy model. Działa na różnych platformach i OS.
  2. Pomaga w tworzeniu trójwymiarowych fotografii dowolnych obiektów, a następnie przesyła je do drukarki 3D.
  3. Zaczep Autodesk 123D. Za pomocą tego programu tworzone są trójwymiarowe modele budynków, ludzi i innych obiektów oraz drukowane na urządzeniach addytywnych, które można fotografować ze wszystkich stron i kątów.

Takie systemy nie wymagają modyfikacji sprzętowych ani połączenia z Internetem. Aby rozpocząć, wystarczy uruchomić aplikację mobilną i poruszać telefonem wokół skanowanego obiektu.

profesjonalne narzędzie do tworzenia modeli trójwymiarowych

Mając pod ręką drukarkę 3D, bardzo chcę na niej powtórzyć jakiś obiekt - nie jeden z tych, których modele w różnych formatach można pobrać z internetu, ale mój własny. Może to być część urządzenia, której nie można kupić do naprawy, ulubiona zabawka dzieci lub inny przedmiot, którego zbudowanie programowego modelu 3D jest trudne lub niemożliwe (m.in. dlatego, że takie modelowanie wymaga drogich programów i jak z nich korzystać).

Dlatego właściciel drukarki 3D bardzo szybko zaczyna myśleć o skanerze 3D. Jednak skanowanie do druku 3D jest tylko jednym z wielu możliwych zastosowań skanerów 3D, najbardziej oczywistym z punktu widzenia prywatnych entuzjastów druku 3D z ich relatywnie tanimi drukarkami, ale dalekim od najważniejszego i poszukiwanego. Coraz częściej mówimy o zadaniach dość profesjonalnych i komercyjnych, począwszy od najprostszych, jak tworzenie portretów 3D ludzi, które cieszą się dużą popularnością wśród zaawansowanej publiczności, na których zarabia się dobre pieniądze, a skończywszy na tworzeniu wizerunków unikatowych eksponatów muzealnych, wnętrz lokali, obszarów powierzchni ziemi w wykopaliskach archeologicznych i paleontologicznych. Skaner 3D może znaleźć pracę w medycynie, produkcji odzieży i obuwia, architekturze, systemach bezpieczeństwa oraz w wielu innych dziedzinach ludzkiej działalności, których nie wymienimy, ponieważ w Internecie jest już wystarczająco dużo wiadomości na ten temat.

Oczywiście pomiędzy skanerem a drukarką lub urządzeniem wyświetlającym odbierany skan musi znajdować się jakieś oprogramowanie - na przykład monitor, tak jak to ma miejsce przy skanowaniu „papierowym”. To prawda, że ​​już w poprzednich recenzjach dowiedzieliśmy się, że integracja z systemami operacyjnymi obsługi nie tylko skanerów 3D, ale nawet drukarek 3D, jest jeszcze bardzo odległa, więc na tym etapie producenci skanerów 3D zwykle opracowują również oprogramowanie do skanowania i konwersji skanuje do użytecznych modeli 3D.

Zapoznanie się z takimi produktami zaczniemy od firmy (w słowie „Artek” akcent na drugą sylabę), założonej w 2007 roku, która do tej pory opracowała i masowo produkuje linię kompaktowych, ale całkiem profesjonalnych skanerów z oprogramowaniem który wykorzystuje własne algorytmy przetwarzania. Firma jest międzynarodowa, ale z satysfakcją odnotowujemy, że jedno z centrów rozwoju i produkcji znajduje się w Moskwie.

Podobnie jak wielu innych producentów sprzętu 3D, produkty firmy nie są jeszcze przeznaczone dla masowego użytkownika, przede wszystkim ze względu na cenę, chociaż skanery Artec są zauważalnie, czasem 2-3 razy tańsze niż ich funkcjonalne analogi o porównywalnych parametrach. Oczywiście wszystko tutaj będzie zależeć od popytu: firma nie zamierza pozostać w ramach rozwoju i produkcji produktów dla profesjonalistów dysponujących solidnymi funduszami, ale w miarę pojawiania się możliwości nie będzie ignorować konsumentów z ograniczonym budżetem.

Ponieważ temat jest dość obszerny, najpierw zapoznamy się z programem Artec Studio, który umożliwia szybkie tworzenie trójwymiarowych modeli różnych obiektów przy użyciu jednego lub kilku modeli skanerów Artec lub czujników innych producentów. Zapewnia nie tylko kontrolę skanowania, ale także przetwarzanie otrzymanych danych, optymalizację siatki oraz inne operacje niezbędne do stworzenia wysokiej jakości modelu 3D, który można przesłać na drukarkę lub maszynę, zaimportować do programów do modelowania 3D lub wykorzystać w innych celach.

Instalacja

Zanim zaczniesz, powinieneś założyć konto w serwisie, które pomoże Ci zarejestrować oprogramowanie online i uprości dostęp do dystrybucji i niektórych materiałów informacyjnych. To konto będzie ważne dla wszystkich witryn i usług Artec, w tym - zasobu do udostępniania modeli 3D.

W przypadku, gdy ze względów bezpieczeństwa komputer nie jest podłączony do Internetu, istnieje również możliwość aktywacji offline. To prawda, że ​​nadal będziesz potrzebować konta i komputera z dostępem do Internetu: zostanie na nim utworzony specjalny plik, który będzie musiał zostać przeniesiony na komputer z Artec Studio za pomocą dysku flash lub innego nośnika.

Licencja jest powiązana z konkretną konfiguracją komputera, a każda aktualizacja sprzętu, w tym zmiana dysku twardego, spowoduje utratę aktywacji oprogramowania. Właściwie nie ma w tym nic złego: jeśli planowana jest zmiana konfiguracji, możesz samodzielnie dezaktywować licencję, a następnie, po aktualizacji, ponownie ją aktywować. W takich przypadkach nie jest to zbyt wygodne, tylko fakt, że dezaktywacja oznacza również odinstalowanie samego programu. W przypadku aktywacji offline, licencji nie można dezaktywować.


Jeśli wymiana komponentów komputera była spowodowana awarią lub po prostu zapomniałeś dezaktywować, możesz przywrócić licencję, korzystając z pomocy technicznej firmy. W instrukcji jest napisane, że liczba dezaktywacji i kolejnych aktywacji może być ograniczona, ale zapewniono nas, że w rzeczywistości tak nie jest: jeśli to nie zadziała online, to z pomocą pomocy technicznej zawsze możesz przywrócić aktywację .

Zainstalowany program Artec Installation Center (AIC) pomoże ci wyjaśnić, ile licencji jest dostępnych i już aktywowanych, wyświetli listę zainstalowanych skanerów Artec i pomoże je aktywować, a następnie kliknij prawym przyciskiem myszy linię z nazwą programu dane, które mogą być wymagane w przypadku kontaktu z pomocą techniczną. AIC będzie śledzić wydawanie nowych wersji oprogramowania i pomagać w aktualizowaniu aplikacji.

Podczas instalacji oprogramowania instalowane są również instrukcje obsługi w języku angielskim i rosyjskim - pliki PDF Manual-9.2.0-RU i Manual-9.2.0-EN. Pomimo różnych nazw zainstalowaliśmy dokładnie te same pliki w języku angielskim, ale jest to zjawisko tymczasowe: tłumaczenie na rosyjski pojawiło się całkiem niedawno i nie zdążyli włączyć go do dystrybucji. W momencie rozpoczęcia pracy z programem nie mogliśmy również znaleźć instrukcji w języku rosyjskim na oficjalnej stronie internetowej, ale link do niego nadal znajdował się na twoim koncie osobistym i powinien zostać dołączony do zestawu dystrybucyjnego w najbliższej przyszłości .


Oprócz Artec Studio istnieje również Artec SDK - zestaw algorytmów, dokumentacji i przykładów, czyli konstruktor za pomocą którego każdy użytkownik posiadający skaner Artec (urządzenia innych producentów nie są obsługiwane) oraz Visual Studio może je zbudować. aplikacja lub wtyczka. Jednym z przykładów wykorzystania SDK jest integracja skanerów Artec z oprogramowaniem Autodesk Memento.

Artec SDK jest obecnie w wersji beta i dlatego można go zainstalować na dowolnej liczbie komputerów bez ograniczeń, a AIC wyświetli go jako niezainstalowany. Jeśli nie zamierzasz tworzyć własnych programów lub wtyczek obsługujących skanery Artec, nie możesz zainstalować tego SDK.


Trochę o usłudze pomocy technicznej Artec: wystarczy napisać list na adres [e-mail chroniony] i w dowolnej formie, aby określić istotę problemu, jest to możliwe w języku rosyjskim. Odpowiedź jest gwarantowana w ciągu 24 godzin, w weekendy może to potrwać nieco dłużej, jednak nawet w weekendy serwisanci starają się nie zostawiać klientów bez opieki. I to nie tylko deklaracja: nasza komunikacja z pomocą techniczną firmy była szybka i owocna.

Wymagania komputerowe

Do zainstalowania oprogramowania potrzebny jest komputer z systemem operacyjnym Windows 7 lub 8 i to w dowolnej wersji, niekoniecznie Professional. Należy jednak pamiętać, że obecną wersję Artec Studio 9.2 można zainstalować tylko na 64-bitowym systemie operacyjnym, podczas gdy poprzednie wersje działały również na 32-bitowych.

Nie ma specjalnej wersji dla Mac OS, ale możesz uruchomić oprogramowanie Artec na tych Macbookach, na których system Windows jest zainstalowany przez BootCamp lub maszynę wirtualną. Należy pamiętać, że w przypadku maszyny wirtualnej niektóre funkcje kart graficznych stają się niedostępne.

Istnieją również pewne wymagania dotyczące konfiguracji komputera, niektóre z nich mają charakter doradczy, ale są też obowiązkowe: karta wideo z pewnością musi być NVidia lub ATI, z procesorami wideo Intel lub FirePro M6100 FireGL V program się uruchomi, ale szereg funkcji nie będzie dostępnych, o których każdy start będzie przypominał ostrzeżenie:


Co więcej, karty graficzne z serii NVidia GeForce 400 i wyższe z co najmniej 1 GB pamięci będą najbardziej optymalne. Karty Quadro powinny być używane tylko wtedy, gdy planujesz używać stereo (i masz odpowiedni wyświetlacz), w przeciwnym razie GeForce jest lepszym wyborem.

W przypadku sterowników możliwe są również opcje: na przykład ze sterownikiem firmy Microsoft dla naszej karty GeForce uruchomieniu Artec Studio towarzyszyło pokazane powyżej ostrzeżenie i dopiero po zainstalowaniu najnowszego sterownika firmy NVidia przestało się pojawiać . Przy zmianie sterownika dezaktywacja nie jest potrzebna.

Spośród mniej krytycznych wymagań podajemy następujące: Zalecane są procesory Intel Core i5 lub i7, co najmniej 8 gigabajtów pamięci RAM (a najlepiej 12 lub więcej), co najmniej 300 MB wolnego miejsca na dysku twardym (pożądane jest użycie SSD w celu zwiększenia wydajności) i oczywiście wolny port USB 2.0 do podłączenia skanera - a konkretnie 2.0: poprawna praca z USB 3.0 nie jest obecnie gwarantowana, a w każdym razie pożądane jest, aby do tego USB był podłączony tylko skaner kontroler. Wydajność zostanie zmniejszona w przypadku korzystania z procesorów Intel Xeon i AMD, a także kart graficznych w konfiguracji SLI.

Do testów użyliśmy komputera w konfiguracji Intel i5-4570S 2,90 GHz/8 GB, który nie jest najmocniejszy. A jako napęd użyto HDD, a nie SSD. Przetestowaliśmy karty graficzne NVidia GeForce: 8800GTX (768 MB) i GTX 980 (4 GB).

Korzystanie ze skanerów i czujników

Możliwości Artec Studio najpełniej zostaną ujawnione wraz ze skanerami Artec, jednak można też korzystać z urządzeń firm trzecich - Microsoft Kinect, Asus Xtion, PrimeSense Carmine, jednak nie będą one wyświetlane w AIC i trzeba będzie zainstaluj sterowniki od producenta, aby z nimi pracować. Wsparcie dla Kinect 2, wydanego przez Microsoft w 2014 roku, planowane jest na 2015 rok w Artec Studio, ten nowy sensor nie jest obsługiwany w obecnej wersji.

Rozpoczęliśmy pracę z Artec Studio przy użyciu sensora Microsoft Kinect, pobierając i instalując zestaw SDK Kinect (v.1.6, dostępny w witrynie Microsoft). Trzeba powiedzieć, że Kinect nie jest skanerem, a niedrogim sensorem używanym w konsolach Xbox; mieliśmy Xbox 360 Kinect. Jego możliwości skanowania są niezwykle ograniczone, można pracować tylko z dość dużymi obiektami, porównywalnymi do wielkości postaci ludzkiej, i nie tylko nie przekazuje drobnych szczegółów, ale raczej daje ogólny zarys, choć rozpoznawalny. Różnice są wyraźnie widoczne na zdjęciu: żółtą figurę uzyskano za pomocą Kinect, a zieloną figurę uzyskano za pomocą skanera Artec.


Jednak uznaliśmy, że Kinect jest wystarczająco dobry, aby po raz pierwszy zapoznać się z oprogramowaniem Artec. Jego główną (i być może jedyną) zaletą jest znacznie niższy koszt w porównaniu do nawet najtańszych profesjonalnych skanerów 3D, takich jak Artec Eva Lite.

Artec Studio obsługuje również wiele skanerów, ale ważne jest, aby każdy skaner był podłączony do własnego kontrolera USB 2.0. Jeśli Twój komputer nie ma wymaganej liczby kontrolerów, możesz zainstalować dodatkowe karty rozszerzeń PCI-Express USB 2.0.

Podłączyliśmy też Kinect do portu USB 3.0, nie zauważono żadnych pozytywnych ani negatywnych różnic, obecność myszy na tym samym kontrolerze USB (2.0 lub 3.0) również nie zakłócała ​​działania skanera. Ale to wcale nie oznacza, że ​​nie trzeba wysłuchiwać życzeń producenta dotyczących połączeń USB, zwłaszcza że to samo mówią inni producenci skanerów 3D czy czujników i oprogramowania do nich.

Po zainstalowaniu skanera (podłączeniu własnego zasilania do gniazdka 220 V i kabla USB do odpowiedniego portu w komputerze), automatycznie pojawi się on w programie Artec Studio: „Plik - Ustawienia - Przechwytywanie”. Co prawda nie jest wyświetlana nazwa własna skanera, ale jego typ zgodnie z obszarem pokrycia, w przypadku skanerów Artec:

  • L: duże przedmioty - osoba pełnometrażowa i przedmioty z nią porównywalne,
  • S: oddzielne części postaci ludzkiej (głowa, ręka) i przedmioty o podobnej wielkości,
  • M: małe przedmioty, takie jak ołówek czy klucz, a także pojedyncze części dużych przedmiotów,
  • Spider: To samo co S, ale z większą dokładnością.

Należy zauważyć, że to rodzaj wyświetlanego urządzenia determinuje ustawienia skanowania i przetwarzania, a powyższa lista wcale nie oznacza, że ​​np. skaner Artec Spider nie może pracować z obiektami o metrowej wielkości.

Urządzenia innych producentów są tutaj określane jako „Czujnik 3D innych firm”. Własne nazwy będą również obecne - na przykład w oknie dialogowym „Ankieta”.


W związku z tym ustawienia algorytmu zostaną wybrane automatycznie. Możesz użyć standardowych ustawień do robienia zdjęć wybranym skanerem, ale możesz też ustawić je ręcznie.

Struktura okna programu

Okno Artec Studio ma wygląd dość znajomy edytorom obrazów 2D: jego centralną część zajmuje widok 3D skanowanego obiektu (użyliśmy zwykłego krzesła biurowego), paski narzędzi i tryby znajdują się u góry i po lewej stronie, obszar roboczy jest wyświetlany po prawej stronie danych załadowanych do programu (skany, wyniki ich przetwarzania itp.), na dole - okno dziennika, w którym wyświetlana jest lista wykonanych poleceń oraz dodatkowe komunikaty (z podaniem czasu). Stosunek rozmiarów widoku 3D, sceny i okna historii można zmienić, aby ustawić dogodną metodę wyświetlania aktualnie wykonywanych czynności.

Podczas pracy z widokiem 3D obszar roboczy i okno historii mogą być całkowicie ukryte.


Uwaga: okno Widoku 3D nie pokazuje gotowego modelu, ale jeden surowy skan,
więc obraz jest rozmazany


Po wybraniu trybu pracy za pomocą przycisków na lewym panelu pojawia się dodatkowy pasek narzędzi odpowiadający wybranemu trybowi. Jego szerokość można również zmieniać w określonych granicach, aby zachować optymalny rozmiar okna widoku 3D.


W górnej części okna Widoku 3D we wszystkich trybach oprócz fotografowania znajduje się kolejny mały panel szybkiego dostępu do narzędzi, których kompozycja zależy od wybranego trybu.


Na samym dole okna programu znajduje się pasek stanu, na którym wyświetlane są informacje o wykorzystaniu pamięci RAM i postępie bieżącej operacji.


Obszar roboczy okna wyświetla aktualny projekt – listę zawartych w nim skanów oraz wyniki ich przetwarzania. Dwukrotne kliknięcie linii z określonym skanem spowoduje wyświetlenie listy wszystkich zawartych w niej klatek, które można przeglądać pojedynczo lub włączyć tryb odtwarzania (szybkie wyświetlanie sekwencyjne). Ramki można edytować lub usuwać - na przykład, jeśli osoba wykonała jakiś ruch podczas skanowania swojej sylwetki; wiele takich ramek na liście jest oznaczonych słowem „Błąd” w kolumnie „Jakość”.


Takie złe klatki można również przenieść do innego skanu w celu przeliczenia i osobnej korekty za pomocą algorytmów Artec Studio.

Zanim przejdziemy do skanowania, musimy porozmawiać trochę o tym, w jaki sposób obraz modelu uzyskuje się za pomocą skanera 3D.

Sekwencjonowanie

Najpierw kilka słów o algorytmach obliczania położenia skanera względem obiektu lub sceny. Ponieważ istnieją różne zasady rejestracji (kontaktowa i bezkontaktowa, aktywna i pasywna), weźmy za przykład ten sam Kinect.

Zawiera dwie komory. Pierwszy to dalmierz na podczerwień; wbudowany projektor naświetla obiekt promieniami IR, których odbicia są odbierane przez kamerę działającą w oparciu o czujnik CMOS i tworzą informację o kształcie geometrycznym. Druga jest podobna do kamery internetowej o rozdzielczości 640×480 pikseli, która oddaje fakturę powierzchni obiektu w kolorze.

Rozsądne jest łączne wykorzystanie informacji o geometrii i teksturze, aby poprawić dokładność rejestracji skanowanych powierzchni. To prawda, że ​​wydłuży to czas przetwarzania lub będzie wymagało większej mocy obliczeniowej komputera.

Dlatego też, jeśli kształt obiektu jest dość złożony i nie zawiera dużych części o kształcie płaskim, kulistym lub cylindrycznym, to do rejestracji można użyć tylko dalmierza. Ponadto nie wszystkie skanery mają kamerę tekstur.

Ale jeśli przedmiot nie ma tekstury koloru (na przykład jest pomalowany równomiernie), a jego kształt jest bardzo gładki (zbliżony do cylindrycznego lub kulistego), a zwłaszcza jeśli ma bardzo duże rozmiary, musisz użyć znaków - specjalne ikony umieszczane za pomocą kleju lub magnesów na powierzchni przedmiotu lub otaczających je przedmiotach.

Ponadto podczas korzystania z niektórych typów skanerów mogą wystąpić problemy związane ze specyfiką niektórych obiektów. W związku z tym metody skanowania optycznego są słabo przystosowane do obiektów przezroczystych lub czarnych zawierających obszary błyszczące lub odblaskowe. A skanery o niskiej rozdzielczości nie są w stanie uchwycić drobnych szczegółów, takich jak włosy i tak dalej.

W związku z tym przedmiot czasami wymaga wcześniejszego przygotowania - w zależności od jego cech, albo nanieść znaki na sam przedmiot lub otaczające przedmioty, albo pokryć czarne, przezroczyste lub błyszczące obszary jakąś łatwo usuwalną substancją, taką jak talk. I oczywiście wybierz najbardziej odpowiedni skaner: na przykład Kinect kategorycznie nie nadaje się do małych obiektów i przesyłania drobnych szczegółów.

Przygotowany obiekt jest skanowany - rejestrowana jest sekwencja klatek. Następnie musisz usunąć wszystko, co zbędne: stojak (stół lub podłogę) i otaczające przedmioty lub ich części, które wpadły do ​​obiektywu. Niektóre ramki mogą się nie powieść – na przykład drżała ręka operatora trzymająca skaner; można je usunąć lub przenieść do oddzielnych skanów. Oczywiście takie działania powinny być przewidziane w programie skanującym.

Często niemożliwe lub trudne jest jednoczesne skanowanie całego obiektu, dlatego bardzo pożądane jest, aby program umożliwiał wykonanie kilku sesji, a następnie połączenie wynikowych skanów częściowych. W takich przypadkach do procesu dodawany jest etap ich montażu i ewentualnie optymalizacji ramek we wszystkich skanach pod kątem ich późniejszej obróbki (w Artec Studio nazywa się to rejestracją globalną). W takim przypadku może zostać odnalezionych kilka elementów, które nie są związane ze skanowanym obiektem i nie zostały usunięte na poprzednim etapie, wtedy dodawana jest kolejna sesja edycyjna.

Ale na otrzymanych skanach wiele powierzchni jest utrwalonych i potrzebujemy takiej, która opisuje naszą próbkę w całości. Dlatego kolejnym krokiem jest klejenie, którego wyniki mogą ponownie wymagać edycji.

Wynikowy model może być niepotrzebnie złożony, a plik podczas zapisywania będzie nadmiernie duży. Oznacza to, że może być wymagana optymalizacja w celu zmniejszenia liczby wielokątów bez znaczącej degradacji geometrii modelu.

Ostatnim etapem jest nałożenie tekstury kolorystycznej, jeśli oczywiście została ona sfilmowana i ma być zapisana w pliku.

To jest ogólny algorytm; teraz możesz zobaczyć, jak jest zaimplementowany w Artec Studio.

Tryb skanowania

Ten tryb jest aktywowany przez naciśnięcie przycisku "Shoot" - to jest tryb, ale nie samo skanowanie.

W ustawieniach możliwy jest wybór metody pozycjonowania: geometria + tekstura, tylko geometria i według znaków. To prawda, że ​​​​tylko dwa są dostępne dla czujników innych firm, takich jak Kinect (prawy zrzut ekranu).


Zapewnia również możliwość ustawienia niektórych parametrów, których zestaw może się nieznacznie różnić dla różnych modeli skanerów Artec i czujników firm trzecich.


Na przykład podczas korzystania z sensora Kinect nie będą dostępne opcje Jasność tekstury, Czułość i Wyłączenie lampy błyskowej.

Skanery Artec rejestrują powierzchnie z częstotliwością do 15-16 klatek na sekundę, dla sensorów takich jak Kinect można ustawić dwa razy więcej, ale to nie ma większego sensu: nie kręcimy filmu z szybko poruszającymi się obiektami, ale płynnie przesuwaj skaner wokół nieruchomej próbki (lub odwrotnie: powoli obracamy próbkę w „polu widzenia” skanera) i potrzebujemy tylko sąsiednich ramek, aby miały obszary o wystarczającym stopniu zachodzenia na siebie do późniejszego wyrównania. Jeśli prędkość ruchu jest duża, pojawi się odpowiednie ostrzeżenie, któremu może towarzyszyć sygnał dźwiękowy.


Dlatego nadmierne zwiększenie liczby klatek na sekundę doprowadzi jedynie do bezużytecznego „rozdęcia” wolumenu skanowania wyrażonego w megabajtach i wydłuży czas jego przetwarzania. Trudno tutaj podać jakiekolwiek szacunki ilościowe: wszystko będzie zależeć od parametrów komputera, na którym zainstalowany jest program.

Kolejnym ważnym parametrem jest obszar roboczy, który wyznaczają bliskie i dalekie granice. Przede wszystkim determinują je parametry techniczne samego skanera lub samego czujnika, choć można je w pewnym stopniu przesłonić, poświęcając dokładność: „Ustawienia - Strzelanie”.


W przypadku konkretnego obiektu lepiej określić obszar roboczy, aby z jednej strony w „pole widzenia” wpadły minimum ciał obcych, a z drugiej strony niektóre części skanowanego obiektu nie zostały przecięte wyłączony.

Do ustalenia obszaru roboczego służy dość wizualne narzędzie - dalmierz, zestaw histogramów w lewej części okna widoku 3D, pokazujący rozkład punktów uzyskanych powierzchni według odległości do skanera.


Podczas procesu skanowania pełnią inną funkcję: ich kolor wskazuje na stan procesu rejestracji. Na przykład w przypadku awarii wykres słupkowy zmienia kolor na czerwony.

Lepiej z góry określić obszar roboczy, w trybie podglądu, choć można to również skorygować podczas skanowania.

Jeśli wybierzesz tryb fuzji w czasie rzeczywistym, to kadry zostaną połączone już podczas skanowania, po czym otrzymamy „sklejony” model. Wydawałoby się, że jest to jedyny sposób, aby to zrobić, aby uniknąć niepotrzebnych czynności podczas przetwarzania, jednak klejenie jest wykonywane przez procesor graficzny, a jego możliwości określa wydajność karty graficznej i ilość dostępnej pamięci RAM to. Aby zoptymalizować zasoby, możesz użyć istniejącego ustawienia („Ustawienia - Zasoby”), które określa równowagę między rozdzielczością (rozmiar woksela, czyli krok siatki triangulacji) a obszarem skanowania (w postaci rozmiaru boku kostki).


Skaner należy przesuwać wokół obiektu lub wzdłuż obiektu (małe obiekty można umieszczać na obrotowej podstawie), a przycisk Start/Pauza na korpusie skanera, którego Kinect nie posiada, może być tutaj bardzo przydatny. W pewnym stopniu można to zastąpić opóźnieniem rozpoczęcia nagrywania, które można ustawić w zakresie 1...100 sekund, 0 odpowiada natychmiastowemu rozpoczęciu nagrywania po naciśnięciu odpowiedniego przycisku w oknie programu. To prawda, że ​​czas pozostały do ​​rozpoczęcia nie jest w żaden sposób wyświetlany, a nagrywanie już się rozpoczęło dopiero po pojawieniu się kolorowych ramek na obrazie w oknie widoku 3D.

Po wyjściu z trybu „Fotografowanie” przechwycone skany są wyrównywane – rejestracja dokładna (rejestracja zgrubna wykonywana jest również podczas fotografowania, dzięki czemu można obserwować wyniki skanowania). Może to zająć trochę czasu, więc nie próbuj od razu podejmować żadnych działań i obserwuj pasek stanu w poszukiwaniu wiadomości. W wyniku pewnych zmian może być wymagana jeszcze jedna dokładna rejestracja, którą można uruchomić niezależnie z panelu Polecenia.

Zgodnie z opisanym powyżej algorytmem możesz przystąpić do edycji.

Przeglądanie i edycja modeli

Sterowanie pozycją obserwacji w oknie Widoku 3D odbywa się za pomocą myszy i jest bardzo łatwe do nauczenia. Przybliżanie i pomniejszanie sterowane jest kółkiem myszy (krokowo) lub jego ruchami przy wciśniętym prawym przycisku (płynnie), przy wciśnięciu lewego punkt obserwacyjny porusza się wokół środka wyznaczonego podwójnym kliknięciem, a jeśli oba przyciski myszy są wciśnięte, jego ruch przesuwa obiekt wokół okna.

W celu uzyskania najwygodniejszego wyświetlania można ustawić i wybrać wiele: typ rzutu - perspektywa lub prostopadły, punkt widzenia - lewy, prawy, górny itd., tryby renderowania, cieniowania, oświetlenia, wyświetlania koloru, tekstury, a także powierzchni wewnętrznych. Istnieje nawet narzędzie do zapisywania zrzutów ekranu okna widoku 3D.

Ogólnie zestaw narzędzi zapewniających łatwość przeglądania jest dość szeroki, ale wszystko to są tylko mechanizmy pomocnicze do najważniejszej rzeczy: edycji. Dokładniej, korekty defektów skanowania, obejmujące zarówno eliminację wszystkiego, co zbędne - np. części ciał obcych, które wpadły w "pole widzenia" skanera, jak i operację odwrotną - wypełnianie nieskanowanych obszarów.

Możesz edytować zarówno cały skan, jak i jego poszczególne klatki. Aby to zrobić, istnieje cały zestaw narzędzi:


Korzystając z dowolnego z nich, możesz ustawić szereg parametrów lub wybrać konkretne ustawienia:


Należy pamiętać, że niektóre narzędzia są dostępne tylko w określonych trybach. Czyli do skanu nie można użyć „pędzelka do usuwania wartości odstających”, ale dla pojedynczej klatki można (ale edytowanie każdej klatki z kilkuset to niewdzięczne zadanie i lepiej użyć takich narzędzi do modelu 3D) .

Może to dotyczyć nie tylko skanów uzyskanych za pomocą Artec Studio. Funkcja importu pozwoli załadować inne modele w formatach OBJ, STL, PLY, WRL, PTX i rozpocząć ich przetwarzanie. Jednocześnie istnieje funkcja automatycznego wyszukiwania i korygowania defektów w nich, także na etapie importu.

Na przykład weźmy dinozaura znanego naszym czytelnikom z poprzednich recenzji, w modelu, który posiadamy, w prawej przedniej łapie występują dwie wady: element zawieszony w powietrzu, trochę przypominający dwupalczastą rękę zwierzęcia, a także wyrostek w kształcie fasoli w okolicy zgięcia łokcia. Na zrzucie ekranu są one oznaczone strzałkami.


Dzięki dostępnym środkom z łatwością usunęliśmy obie wady:


Oczywiście na początku nie jest możliwe szybkie wykonanie operacji edycyjnych, ale podkreślamy, że niezbędne narzędzia są szczegółowo opisane w instrukcji obsługi (również w języku rosyjskim), metody jej użycia są dość proste i szybko opanowane, zwłaszcza jeśli masz choć trochę umiejętności w pracy z edytorami 2D, takimi jak Adobe Photoshop.

Skanowanie montażu i globalna rejestracja

Aby uzyskać model, zeskanowane i edytowane skany muszą zostać połączone - zarejestrowane, dla których operacja montażu jest przewidziana w Artec Studio. Wybierz żądane skany i otwórz okno dla tej operacji.


Jeden ze skanów, pierwszy na liście, jest uważany za zarejestrowany, a pozostałe zostaną zarejestrowane względem niego. Możesz również wybrać inny skan jako „podstawowy”.

Najprostszym sposobem jest automatyczny twardy montaż. Jednak w wielu przypadkach, przede wszystkim z powodu niewystarczającego pokrycia skanem i słabej jakości tekstur, kończy się to niepowodzeniem i wtedy trzeba pracować.

Po pierwsze, skany można łączyć ręcznie, przeciągając je myszą. Dokładność takiego wyrównania jest niska, a operację tę stosuje się głównie jako wstęp do innych metod.

Dokładniejsze są takie metody jak ręczny montaż po punktach: na dwóch skanach zaznaczamy pary punktów (najlepiej kilka) odpowiadające tym samym przekrojom obiektu i naciskamy przycisk „Zbierz po punktach”.

W przypadku teksturowanych obiektów można również skorzystać z mapowania tekstur, ale wymaga to sporej mocy obliczeniowej, a na konkretnym komputerze czas wykonania procedury montażu może się zauważalnie wydłużyć.

Aby połączyć powierzchnie (ramki) w jednym skanie, zapewniony jest montaż z ograniczeniami. A w przypadku obiektów, które mogą zmieniać kształt podczas skanowania (osoba lub zwierzę), stosuje się niesztywny montaż - algorytm, który oprócz ruchu i obrotu zapewnia również deformację. Co prawda nie działa ze skanami, ale z przygotowanymi wcześniej na ich podstawie modelami pośrednimi.

Każdą operację można cofnąć lub wykonać ponownie, dla której odpowiednie przyciski znajdują się w panelu Montaż.

Po zakończeniu montażu skanów konieczne jest przeniesienie wszystkich powierzchni pojedynczych ramek do jednego układu współrzędnych, czyli przeprowadzenie rejestracji globalnej. W przypadku złożonych obiektów skanowanych w wysokiej rozdzielczości operacja ta może zająć dużo czasu i wymagać dużej ilości pamięci RAM.

Ta operacja ma trzy ustawialne parametry. Przede wszystkim jest to algorytm: tylko geometria lub geometria i tekstura (w drugim przypadku czas wykonania może znacznie wzrosnąć). Ustawia się również minimalną odległość pomiędzy sąsiednimi punktami osobliwymi na powierzchni oraz liczbę iteracji.


Jeśli nie jest możliwe wykonanie globalnej rejestracji dla wszystkich skanów na raz, możesz spróbować zrobić to dla dwóch z nich, pomiędzy którymi jest luka. Jeżeli po tym czasie przerwa się zmniejszyła, operację należy powtórzyć, zwiększając liczbę iteracji. Działania muszą być kontynuowane aż do całkowitego wyrównania wszystkich skanów.

Zdobycie modelu

Po zakończeniu rejestracji globalnej możliwy jest jeszcze jeden krok edycji - na przykład usunięcie wartości odstających, dla których odpowiednia operacja jest dostępna w menu „Polecenia”.

Następnie możesz przystąpić do łączenia wszystkich otrzymanych danych w jeden wielokątny model - do klejenia. Artec Studio oferuje trzy rodzaje klejenia:

  • szybka: metoda jest najbardziej wydajna i najmniej obciążająca moc obliczeniową komputera (w tym ilość pamięci), ale po niej może być wymagane dodatkowe przetwarzanie wyników,
  • gładka: bardziej zasobochłonna i najlepiej nadająca się do tworzenia modeli ciała ludzkiego, a także do powierzchni z częściowo brakującymi danymi 3D,
  • Precyzyjny: nieco szybszy niż klejenie gładkie, daje lepsze szczegóły i dobrze nadaje się do rekonstrukcji drobnych szczegółów i cienkich krawędzi.


Każdy rodzaj klejenia ma od dwóch do czterech parametrów do ustawienia:


Uwaga: nazwy parametrów poleceń itp. w interfejsie w języku rosyjskim programy najczęściej nie są tłumaczone. Być może dlatego, że dosłowne tłumaczenie nadal pozostanie niezrozumiałe bez dodatkowych komentarzy dostępnych w instrukcji obsługi.

Model uzyskany po sklejeniu może zawierać defekty (zresztą najczęściej tak będzie), które trzeba będzie usunąć. W tym celu Artec Studio udostępnia cały zestaw narzędzi:


Algorytmy działają automatycznie, ale możesz ustawić niektóre parametry.

Możesz wykonać polecenia przetwarzania, uruchamiając każde z nich ręcznie, ale możesz też włączyć automatyczne uruchamianie wybranej sekwencji poleceń:


Wtedy operator nie musi ciągle zwracać uwagi na to, co się dzieje - jest to wygodne, biorąc pod uwagę, że wykonanie poszczególnych poleceń może zająć dużo czasu. Ale jest też wada: najczęściej na podstawie wyników konkretnej operacji konieczne jest podjęcie decyzji o dalszych działaniach, więc tryb automatyczny jest wyraźnie przeznaczony do przetwarzania obiektów tego samego typu, sekwencji poleceń ( o określonych wartościach ich parametrów), dla których zostało wcześniej opracowane. W takich przypadkach bardzo przydatna będzie obecność trybu przetwarzania wsadowego.

Ostatnim krokiem będzie teksturowanie - nałożenie tekstury koloru na powstały model, jeśli został on uchwycony podczas skanowania i jest wymagany podczas korzystania z modelu. Aby to zrobić, istnieje narzędzie „Tekstura”:


Wynik jego zastosowania jest również podatny na pewne korekty - można dostosować jasność, nasycenie itp.


Tak więc, aby uzyskać model wysokiej jakości, musisz majstrować - za pomocą kilku ruchów skanerem i kilku kliknięć myszką jest to możliwe tylko w wersjach demonstracyjnych. Do pewnego stopnia wyjątkiem mogą być przypadki skanowania obiektów tego samego typu, których procedury przetwarzania zostały wcześniej przetestowane i debugowane.

Inne funkcje

Pozostaje jeszcze dodać kilka słów o innych możliwościach jakie daje Artec Studio.

Na każdym etapie pracy otrzymane dane (skany) oraz wyniki ich przetwarzania, w tym historię zmian, można zapisać na dysku jako plik projektu.

Artec Studio może być używany jako przeglądarka plików 3D. Ponieważ uruchamia się bardzo szybko na wystarczająco wydajnym komputerze (i nie ma sensu używać go na innych), nie będzie w tym względzie żadnych niedogodności. I zapewnia wiele możliwości oglądania.

Obsługuje jednoczesne fotografowanie przez wiele skanerów podłączonych do jednego komputera. Biorąc pod uwagę wysoką cenę samych skanerów, może się to wydawać zbędną funkcją, ale przypominamy, że zarówno skanery, jak i oprogramowanie Artec są nadal narzędziami do użytku profesjonalnego, a do rozwiązywania wielu profesjonalnych zadań koszt kilku skanerów może się okazać być nieistotne w porównaniu z dodatkowymi możliwościami, które się otwierają.

Może być również kilka czujników i można łączyć różne typy. Jeśli mówimy o Asus Xtion/PrimeSense, to może być ich nawet osiem, a jeśli planujesz korzystać z Kinect, to warto pamiętać, że Microsoft ma swoje własne ograniczenia dotyczące liczby jednocześnie podłączonych urządzeń, więc Ty można podłączyć nie więcej niż cztery sensory Kinect dla systemu Windows lub jedną konsolę Kinect Xbox.

Dostępne są narzędzia do pomiarów – liniowych i geodezyjnych, budowania przekrojów obiektu i map odległości między dwiema powierzchniami, a także tworzenia adnotacji.

I oczywiście możesz indywidualnie wybrać ustawienia domyślne — od jednostek miary po alerty dźwiękowe i kolory obszaru roboczego.

W przypadku skanerów Artec dostępne jest narzędzie Diagnostic Tool, które wykonuje funkcje korekcji lub kalibracji (w zależności od modelu). Może to być konieczne, jeśli skaner został narażony na wstrząsy lub uderzenia podczas pracy lub transportu.

Oddajmy hołd autorom instrukcji: jest bardzo szczegółowa, ale bez nadmiernego „przeżuwania” każdego drobiazgu, napisana całkowicie zrozumiałym językiem i dobrze zilustrowana. Właściciel nie może być tylko leniwy: zapoznaj się z instrukcjami i wypróbuj je w praktyce.

Alternatywy

Jeśli chodzi o pracę tylko z niedrogimi sensorami typu Kinect, nie ma konieczności korzystania z programów typu Artec Studio, które są znacznie droższe od samego sensora. Możesz korzystać z innych programów, w tym darmowych (czasami z pewnymi ograniczeniami) - na przykład Scenect firmy Faro, Skanect firmy ManCTL (obecnie przejętej przez Occipital Inc), Kinnect Fusion firmy Microsoft i innych.

Aby mieć coś do porównania, próbowaliśmy pracować z tymi programami. Powiedzmy krótko: za co płacimy kupując Artec Studio, w porównaniu z oprogramowaniem darmowym lub shareware.

Microsoft Kinect Fusion

Właściwie jest to nazwa technologii, a wśród narzędzi programisty jest oparte na niej narzędzie Kinect Fusion Explorer. I to jest właśnie narzędzie przeznaczone głównie do zademonstrowania możliwości technologii, a zatem nie tylko nie zawiera żadnych funkcji edycyjnych, ale nawet jego interfejs nie jest wyposażony w co najmniej minimalną ilość udogodnień: istnieje szereg ustawień , w tym rozdzielczość i granice przód-tył, a fotografowanie rozpoczyna się natychmiast po uruchomieniu narzędzia.


Zakłada się, że obiekt zostanie przeskanowany w ciągu jednej sesji, a jeśli coś pójdzie nie tak, będziesz musiał zacząć od nowa. Wiele rzeczy może „popaść w błąd”: przesuwaj czujnik wzdłuż lub wokół obiektu trochę szybciej - pojawia się komunikat o błędzie i wymóg przywrócenia czujnika do ostatniej pomyślnie zarejestrowanej pozycji, co nie zawsze jest możliwe.


Zakończenie procesu - zapisanie skanu w formacie STL lub OBJ (tekstura koloru nie jest zapisywana). Przeglądanie skanu i wszelkie korekty, ręczne lub automatyczne, nie są zapewnione.

Tym samym możliwość wykorzystania Kinect Fusion Explorer w praktyce wydaje się bardzo wątpliwa. Powtarzając, oceniamy narzędzie, a nie samą technologię Kinect Fusion.

Narzędzie jest dystrybuowane jako część SDK, ale nie było go w pakiecie 1.6, który zainstalowaliśmy, aby Kinect mógł współpracować z Artec Studio. Musiałem pobrać i zainstalować SDK v.1.7 (z SDK tej samej wersji). Ponadto wymagana jest karta graficzna obsługująca DirectX 11, w przeciwnym razie Kinect Fusion Explorer po prostu nie będzie działać. Ponadto praca z innymi czujnikami – na przykład Asus Xtion – jest prawie niemożliwa; Oficjalnego potwierdzenia tego nie znaleźliśmy, ale sądząc po samej koncepcji SDK, przede wszystkim po nazwie, lista wyposażenia ogranicza się prawdopodobnie do modeli Kinect.

Skanect

Jest to już znacznie bardziej kompletny program do skanowania 3D, który obsługuje pracę z różnymi czujnikami, a przy wykorzystaniu nowoczesnych kart graficznych NVidia pozwala na wykorzystanie możliwości architektury CUDA. Kolejną zaletą tego programu jest to, że może działać nie tylko w systemie Windows (32-bitowym lub 64-bitowym), ale także w systemie Mac OS X. To prawda, że ​​darmowa wersja Skanect jest przeznaczona nie tylko do użytku niekomercyjnego, ale także ma pewne ograniczenia funkcjonalne - na przykład nie można zapisywać modeli o wysokiej rozdzielczości (jednak nie jest to bardzo ważne w przypadku prymitywnych sensorów, takich jak Kinect).

Wypróbowaliśmy wersję 1.70 dla Windows.


Ustawienia pozwalają ustawić nie tylko przednią i tylną granicę, ale cały obszar sześcienny (rozmiar zmienia się co 10 cm), aby skanować wysokie obiekty, takie jak osoba, wysokość tego obszaru może zostać podwojona.


Możesz rozpocząć skanowanie z opóźnieniem (ustawianym w krokach co 1 sekundę), a odliczanie będzie wyświetlane dużymi liczbami w oknie programu - dokładnie tego brakuje Artec Studio.

Skanowanie całego obiektu powinno być wykonane w jednej sesji. Dostępne są pełne podglądy skanów i niektóre funkcje autokorekty - wygładzanie ostrych narożników, dodawanie szczegółów do niekompletnie zeskanowanych obszarów (takich jak wypełnianie otworów), a także usuwanie drobnych szczegółów i zmniejszanie liczby twarzy w celu uproszczenia modelu. Obsługiwane są również tekstury kolorów.

Aby uzyskać bardziej precyzyjne korekty, możesz przesłać skan do zewnętrznego edytora, a następnie przesłać wynik do Skanect, ale wymaga to wersji Pro (płatnej).

Niewątpliwą zaletą tego programu jest łatwość obsługi, która pozwala polecić go osobom stawiającym pierwsze kroki w skanowaniu 3D. To prawda, wymagana jest znajomość języka angielskiego.

Oprogramowanie Faro

Bardziej złożony jest program Faro Scenect. Niestety nie działa ze sterownikami Kinect zainstalowanymi jako część odpowiedniego pakietu Microsoft SDK, które są wymagane do działania Artec Studio, Skanect i oczywiście Kinect Fusion. Program Scenect będzie wymagał ich odinstalowania i zainstalowania sterowników OpenNI, w przeciwnym razie czujnik nie zostanie rozpoznany. Być może wynika to z faktu, że program jest specjalnie opracowaną darmową wersją oprogramowania Faro Scene, przeznaczoną do współpracy z profesjonalnymi skanerami laserowymi Faro 3D.

Nie byliśmy zbyt leniwi, aby pokrótce porozmawiać o tym programie w wersji 5.2. Aby otrzymać pakiet dystrybucyjny, należy wypełnić formularz rejestracyjny, po czym na podany w nim adres e-mail zostanie wysłany link do pobrania.

Program może współpracować z czujnikami Kinect i Asus Xtion Pro Live (zestaw dystrybucyjny zawiera niezbędne dla nich sterowniki OpenNI), a dla poprawy dokładności są one kalibrowane za pomocą arkusza kalibracyjnego wydrukowanego na drukarce. To prawda, celowość takiej procedury dla takich prymitywnych czujników nie jest zbyt jasna.

Do pracy potrzebny jest komputer z 64-bitową wersją MS Windows. Nie ma specjalnych dystrybucji dla Mac OS X, dokumentacja również nie wspomina o możliwości pracy pod tym systemem. Nie ma interfejsu w języku rosyjskim i nie ma instrukcji w języku rosyjskim.

Program ten jest zauważalnie trudniejszy do opanowania niż Skanect - na przykład masz do czynienia z takimi pojęciami jak skan, chmura zeskanowanych punktów (chmura punktów skanowania), obszar roboczy (obszar roboczy) i projekt (projekt skanu), ale możliwości są znacznie szersze: obiekt już nie trzeba skanować w jednej sesji, można operować kilkoma skanami.


Skanowanie rozpoczyna się natychmiast po naciśnięciu odpowiedniego przycisku.


Oczywiście są też zaawansowane narzędzia do przeglądania. Obsługiwane są tekstury kolorów, a także przyciąganie do zewnętrznego układu współrzędnych i dopasowywanie do modeli CAD. Istnieje również kilka możliwości edycji przy użyciu różnych selektorów i pędzli wyboru.

Ale nie możesz uzyskać pliku modelu odpowiedniego do drukowania 3D w Skanect. Aby zbudować siatkę należy najpierw zapisać wynik w jednym z dostępnych formatów - na przykład VRML (*.wrl):


A następnie otwórz go w programie takim jak MeshLab i użyj go do utworzenia pliku w formacie STL lub OBJ.

Tym samym w porównaniu z minimalną funkcjonalnością Skanecta, nie mówiąc już o prymitywnym Kinect Fusion Explorer, Scenect pod względem możliwości jest znacznie bliższa Artec Studio, choć „ideologia” przetwarzania jest zupełnie inna. Jednak Scenect to tylko wersja programu Faro Scene, wyostrzona dwoma rodzajami tanich sensorów o ograniczonych możliwościach, które w ogóle nie są przeznaczone do pracy zawodowej. Oznacza to, że jest to wyraźna „przynęta”: osoba, która poświęciła wiele czasu i wysiłku na opanowanie zawiłości programu Scenect i zdecydowała się przejść do pracy z profesjonalnymi skanerami 3D, mimowolnie skłania się ku produktom Faro.

Oznacza to, że już teraz jest jasne, że Faro i Artec są rywalami na rynku skanerów 3D; Nie będziemy porównywać cen ich produktów, zwrócimy tylko uwagę na kilka punktów. Po pierwsze: szkoda, że ​​Artec nie ma takiej „przynęty” – do testów z niedrogimi czujnikami można skorzystać tylko z 30-dniowej wersji próbnej, co nie zawsze wystarcza. Po drugie, produkty Artec obecnie korzystnie wypadają w porównaniu z Faro, ponieważ mają nie tylko rosyjskojęzyczną dokumentację i rosyjski interfejs w oprogramowaniu, ale także usługę wsparcia gotową do komunikacji z rosyjskojęzycznymi użytkownikami, a jest to dość ważna kwestia dla drogich sprzęt i drogie oprogramowanie.

Wniosek

Programy do skanowania 3D, takie jak Artec Studio, są obecnie dość specyficznymi produktami, jeśli nie egzotycznymi. Niewiele jest osób, które mają doświadczenie zawodowe z kilkoma takimi programami i potrafią dokonać kompetentnego i wyważonego porównania możliwości; niestety nie należymy do nich, dlatego powstrzymamy się od jakichkolwiek wniosków. Z wyjątkiem jednej rzeczy, czysto subiektywnej: ze względu na dostępność sumiennie wykonanej dokumentacji i wygodnego interfejsu mastering Artec Studio nie wydawał się dla nas zadaniem niewykonalnym – byłby czas i chęć.

Mamy nadzieję, że w niedalekiej przyszłości wprowadzimy czytelników do innych produktów Artec - skanerów.

Każdy skaner 3D na rynku generuje w procesie miliony linii matematycznych, współrzędnych i danych, których osoba bez specjalnego oprogramowania nie jest w stanie zrozumieć. Program wykonuje najtrudniejszą pracę: odbiera dane ze skanera, przetwarza je, koryguje i unowocześnia oraz konwertuje na wygodny format do wydruku. Dlatego kupując skaner 3D od razu pomyśl o zakupie odpowiedniego pakietu oprogramowania. Pełny katalog można znaleźć pod adresem https://cybercom.ru/catalog/3d-software/.

Pomoc przy skanowaniu

Wstępna konfiguracja skanera, ustawienie podstawowych parametrów, odbiór danych pierwotnych i ich najprostsza obróbka - to programy pierwszej rundy. Artec Studio uważane jest za lidera pod tym względem. Kompleks jest popularny wśród początkujących, ponieważ posiada prosty i intuicyjny interfejs. Posiada jednak szeroką funkcjonalność, która wystarcza do współpracy z dowolnym urządzeniem.

Przetwarzanie wyników

Masz więc podstawowy skan 3D obiektu, z którym obecnie nie można pracować. Najpierw musi zostać przetworzony. Odbywa się to za pomocą programów drugiej rundy, które przekształcają surowe dane w edytowalne modele. Takie rozwiązania projektuje firma 3D Systems. Ma kilka ciekawych okazów:

  • Geomagic Design X. Program zajmuje się tworzeniem parametrycznych modeli CAD, konwertując otrzymane skany w ciągu kilku sekund. Modelowanie CAD wkracza na nowy poziom.
  • Geomagic dla SOLIDWORKS. Kompleks przekształca zeskanowany obiekt w cyfrowy prototyp półprzewodnikowy do późniejszej pracy w środowisku SolidWorks.
  • Owijka Geomagiczna. Najprostsze i najtańsze dostępne rozwiązanie. Świetnie nadaje się dla tych, którzy nie muszą rozwiązywać skomplikowanych problemów produkcyjnych.

Przygotowanie do druku

Dziś skanery są nierozerwalnie związane z drukarkami 3D. Te pierwsze utrwalają fizyczne właściwości obiektów, podczas gdy te drugie wprowadzają w rzeczywistość ulepszone modele i prototypy. Ale do ich normalnego funkcjonowania potrzebny jest potężny pakiet oprogramowania. Na uwagę zasługują:

  • Magia RP. Uniwersalny program współpracujący z formatem STL. Pomoże przygotować blankiet do druku, wyeliminuje błędy, zaproponuje najlepsze rozwiązanie.
  • naśladuje. Specjalistyczny pakiet, który znalazł zastosowanie w medycynie. Pomaga przetwarzać dane z MRI, CT i innych urządzeń medycznych. Tworzy bardzo precyzyjne modele ludzkiego ciała do dalszego przekazania lekarzowi prowadzącemu.

Cybercom oferuje więcej informacji na temat technologii skanowania 3D, nowoczesnych drukarek 3D i związanego z nimi oprogramowania. Informacje są dostępne na oficjalnej stronie internetowej


Kupując po raz pierwszy, kupujący chce otrzymać jak najdokładniejsze kopie zeskanowanych produktów. Dla niektórych zaczyna się to pojawiać natychmiast, a ktoś spędza dużo czasu, aby uzyskać pożądany rezultat.

Z własnego doświadczenia powiem, że za każdym razem, gdy skanuję nowy produkt, natrafiam na pułapki i problemy.

Oczywiście, gdy pojawia się problem, natychmiast wchodzimy do Internetu, aby znaleźć odpowiedzi na nasze pytania. I w większości przypadków je znajdujemy, ale niestety niewiele na ten temat można znaleźć w sieci. Dlatego narodził się pomysł, aby napisać porady, co i jak zrobić, aby uzyskać pożądany efekt. Artykuł zainteresuje zarówno początkującego, jak i doświadczonego właściciela skanera 3d.

W tym artykule przyjrzymy się 10 wskazówkom dotyczącym skanowania za pomocą ręcznych skanerów 3D. Te wskazówki dotyczą zarówno tanich, domowych skanerów 3D opartych na technologii Microsoft Kinect, jak i ręcznych skanerów 3D poniżej 50 000 USD.

  1. Czas wiązania: Uzyskanie dobrego skanu zajmuje dużo czasu. Obejmuje to nie tylko czas bezpośredniego skanowania. Przygotuj się na poświęcenie dużej ilości czasu na skonfigurowanie środowiska skanowanego produktu i konfigurację sprzętu.
  2. Długość kabla: Skanery ręczne są dostarczane z kablami do podłączenia do komputera PC lub laptopa. Przed rozpoczęciem skanowania warto wziąć pod uwagę długość kabla, aby móc zeskanować produkt pod każdym kątem.
  3. Sprzężenie zwrotne: W przeciwieństwie do stacjonarnych skanerów 3D, ręczne wymagają ciągłej informacji zwrotnej. Dlatego przed rozpoczęciem skanowania upewnij się, że monitor znajduje się na linii wzroku.
  4. Pozwolenie: Niektóre ręczne skanery 3D, szczególnie drogie, oferują ustawienie opcji skanowania przed skanowaniem. A naturalnym pragnieniem będzie ustawienie wysokiej rozdzielczości. Ale w tym przypadku ruchy skanera muszą być bardzo powolne. Może to być trudne, ponieważ skaner jest dość ciężki. Na początek lepiej określić, jaka rozdzielczość jest wymagana, możesz nie potrzebować najwyższej.
  5. Narożniki i podcięcia: Przed skanowaniem przeanalizuj produkt pod kątem narożników i podcięć, które mogą powodować problemy podczas skanowania. Wyprzedź trajektorię skanera, aby je uchwycić i dobrze zeskanować
  6. Tło: Niektóre skanery 3d wymagają wzorzystego tła, aby określić położenie skanera względem obiektu. Łatwo to osiągnąć. Należy starać się unikać „monotonnego” tła lub używać innych obiektów w scenie. Należy jednak unikać poruszających się obiektów w scenie, ponieważ może to zmylić skaner.
  7. Materiały zagraniczne: Upewnij się, że na skanowanym obiekcie nie ma obcych obiektów. Nie będą przeszkadzać w skanowaniu, ale proces przetwarzania skanu może być utrudniony, ponieważ trzeba będzie je usunąć.
  8. Wsparcie: Niektóre obiekty mogą mieć podcięcia, których nie można zeskanować bez podnoszenia obiektu. Jeśli produkt zostanie podniesiony, proces skanowania pójdzie na manowce i trzeba będzie zacząć wszystko od nowa. Najpierw spójrz na podporę, na której umieszczasz produkt i skąd możesz „dostać się” do wszystkich elementów obiektu.
  9. Kolor i oświetlenie: Niektóre skanery 3D przechwytują kolor i teksturę obiektu. Ale właściwy kolor można uzyskać tylko wtedy, gdy prawidłowo użyjesz oświetlenia obiektu. Najlepsze jest naturalne oświetlenie. Ale skanowanie 3d odbywa się również w pomieszczeniach. Dlatego należy wziąć pod uwagę, że obiekt jest oświetlony równomiernie ze wszystkich stron. Jeśli oświetlenie jest nierówne, to strona nieoświetlona będzie przyciemniona w porównaniu ze stroną oświetloną.
  10. czyszczenie: Po zakończeniu skanowania będziesz musiał przekonwertować skan na model 3D. Niektóre firmy dostarczają oprogramowanie do przetwarzania wraz ze skanerem 3d. W takim przypadku program zrobi wszystko za Ciebie. Ale być może będziesz musiał to zrobić za pomocą własnego oprogramowania, które posiadasz. Następnie będziesz musiał wypełnić dziury, wygładzić powierzchnie, uprościć złożoną siatkę obiektu.

Mamy nadzieję, że te wskazówki Ci pomogą.

Rozpoczynając przegląd oprogramowania do trójwymiarowego modelowania i projektowania, konieczne jest nakreślenie dwóch globalnych zadań, które ma rozwiązać:

  • przetwarzanie danych ze skanowania i modelowania 3D;
  • przygotowanie modeli do druku 3D.

W tym artykule rozważymy główne funkcjonalności i zalety oprogramowania prezentowanego na rynku rosyjskim przez iQB Technologies.

I. Oprogramowanie do przetwarzania danych skanowania 3D

Ważne jest, aby zrozumieć, że sam proces skanowania to tylko pierwszy etap pracy, to po prostu zbieranie „surowych” informacji. Aby uzyskać ostateczny wynik, musimy przetworzyć dane ze skanowania za pomocą specjalistycznego oprogramowania.

Zadaniem tego typu oprogramowania jest stworzenie wirtualnej trójwymiarowej kopii fizycznego obiektu do późniejszego wykorzystania w komputerowym wspomaganiu projektowania, technologicznym przygotowaniu produkcji oraz analizach inżynierskich (CAD/CAM/CAE).

Po zakończeniu skanowania otrzymane dane są przetwarzane w produktach programowych. Skanery 3D prezentują dane w postaci chmury punktów, a nowoczesne modele – w postaci modeli wielokątnych (punkty łączone triangulacją). Za pomocą oprogramowania można wyeliminować błędy w zeskanowanym modelu, stworzyć zestaw powierzchni NURBS, zaprojektować pełnoprawne parametryczne modele bryłowe, przeanalizować ewentualne zmiany i błędy, przeprowadzić badania, analizy porównawcze, a także kontrolować wielkość i jakość Obiekt fizyczny.

Wyniki skanowania 3D i tworzenia modeli CAD w oprogramowaniu Geomagic Design X

Skanowanie 3D i odpowiednio przetwarzanie otrzymanych danych rozwiązuje następujące zadania:

  • kontrola geometrii (w tym kontrola geometryczna podczas pracy w celu pomiaru zużycia, kontrola wejściowa i wyjściowa produktów);
  • inżynieria odwrotna (do odtwarzania i/lub optymalizacji kształtu obiektu, inżynierii odwrotnej i budowania modelu CAD);
  • do przebudowy lub przebudowy budynków, budowli, obiektów;
  • kontrola odbioru;
  • tworzenie archiwów cyfrowych.

W produkcji skanowanie 3D jest wykorzystywane przede wszystkim do inżynierii odwrotnej i kontroli geometrii.

  • dostępność skryptów makr do automatyzacji procesów;
  • najprostszy sposób na zapisanie, konwersję tekstury i tekstury powierzchni, w tym na mapę tekstury;
  • innowacyjna możliwość konwersji skręconych powierzchni na płaskie w celu ich pomiaru, modelowania tekstury i tekstury, tworzenia szkiców 2D;
  • prosty i szybki sposób na stworzenie modelu 3D do druku z obszaru punktowego;
  • obsługa wszystkich digitizerów, kamer i skanerów 3D w formacie XYZ/ASCII oraz obsługa uporządkowanych i nieuporządkowanych danych powierzchniowych i objętościowych.

Geomagic Control X: potężne oprogramowanie do kontroli geometrii

Elastyczne oprogramowanie do identyfikacji i rozwiązywania problemów w dziedzinie kontroli jakości, oferujące potężne i intuicyjne narzędzia pomiarowe, kontrolne i analityczne.

Bezpośrednim zadaniem oprogramowania jest porównanie danych produktu operacyjnego z modelem referencyjnym oraz zestawienie pełnowartościowych raportów w wygodnym formacie. Proces raportowania można zautomatyzować, a pozyskane dane łatwo wymienić ze wszystkimi uczestnikami projektu. Control X pozwala znacząco poprawić wydajność przedsiębiorstwa podczas wykonywania kontroli jakości produktu.

ControlX to:

  • możliwość porównania uzyskanych danych zarówno z danymi standardowymi, jak iz innymi danymi;
  • kontrola i analiza otrzymanych informacji w porównaniu zarówno z danymi standardowymi, jak i innymi;
  • konfigurowalne raporty do pobrania, z możliwością automatyzacji kontroli;
  • obsługa danych uzyskanych nie tylko za pomocą skanowania 3D, ale także w inny sposób;
  • obsługa dużej liczby formatów, co pozwala kontrolować i analizować dane z różnych źródeł;
  • intuicyjny interfejs.

Geomagic Design X: nowe możliwości pracy w CAD

Najbardziej wszechstronne oprogramowanie do inżynierii odwrotnej, od danych ze skanowania 3D do tworzenia sparametryzowanych modeli stałych (CAD).

  • możliwość tworzenia drzewa konstrukcyjnego CAD-detail w najpopularniejszych międzynarodowych systemach CAD;
  • odtworzenie historii budowy części CAD w najbardziej zaawansowanych systemach CAD;
  • szybka rekonstrukcja modeli z zeskanowanych danych;
  • różnorodność narzędzi i algorytmów do przetwarzania danych.

Geomagic dla SolidWorks: szybka droga od fizycznej do przestrzeni roboczej CAD

Kolejne rozwiązanie programowe do inżynierii odwrotnej z szeroką gamą funkcji. Jest to zestaw narzędzi programowych, który zapewnia zaawansowane opcje wykorzystania chmur punktów i wielokątów w procesie projektowania. Jest to wtyczka kompatybilna z popularnymi modelami skanerów 3D i obsługująca import standardowych formatów plików punktów i wielokątów.

Geomagic dla SolidWorks to:

  • szybkie automatyczne przetwarzanie chmury punktów;
  • potężne narzędzia do wyrównywania;
  • automatyczna obróbka powierzchni;
  • tworzenie przekrojów siatek;
  • Porównanie 3D z podstawową analizą wariancji;
  • kontrola odchyleń na wszystkich etapach projektowania;
  • tworzenie wysokiej jakości modeli bryłowych;
  • integracja z przemysłowymi skanerami 3D do pracy w bezpośrednim schemacie „skaner – SolidWorks”, m.in. FARO, Hexagon, Nikon, Vialux i Capture firmy 3D Systems;
  • przyjazny, intuicyjny interfejs.

Skanery 3D Creaform: Wszystkie w zestawie

W przeciwieństwie do innych producentów skanerów 3D, dostarcza swoje urządzenia z w pełni zintegrowanym oprogramowaniem VXelements, a dodatkowo moduły VXModel i VXInspect można nabyć osobno.

  1. VXelementy to kompleksowa platforma, która łączy wszystkie niezbędne elementy i narzędzia w przyjaznym dla użytkownika, prostym i usprawnionym środowisku pracy.
  2. Model VX– Oprogramowanie do inżynierii odwrotnej. Konwertuje dane skanowania 3D do użytku we wszystkich popularnych CAD lub .
  3. VXinspekcja– oprogramowanie do kontroli jakości.

II. Oprogramowanie do przygotowywania modeli do druku 3D

Materialise Magics: Modelowanie 3D na podstawie danych CAD i skanów 3D

Uniwersalne rozwiązanie oferuje firma, która opracowała oprogramowanie specjalnie dla profesjonalistów zajmujących się wytwarzaniem przyrostowym Magia. Umożliwia tworzenie poszczególnych warstw komponentów z dużą szybkością i dokładnością w oparciu o dane 3D CAD lub dane ze skanowania 3D. Magics zapewnia pełny cykl - od importu danych (w formacie STL i innych) i analizy jakości po wsparcie tworzenia, przygotowanie platformy i post-processing.

Korzyści z oprogramowania Materialise Magics:

  • szybkość, optymalizacja i wysoka niezawodność wszystkich procesów;
  • zestaw praktycznych i skutecznych rozwiązań do przygotowania podestów, budowania wsparcia przy korzystaniu z dowolnych;
  • szeroka funkcjonalność edycji modeli (dodawanie logotypów, tekstur, obrazów);
  • możliwość wykonywania skomplikowanych cięć (na przykład za pomocą wbudowanych kołków łączących), operacji logicznych itp.;
  • obecność obszernej biblioteki dla prawie wszystkich modeli sprzętu o przepisanych i konfigurowalnych parametrach;
  • analiza i korekta modeli (szybka korekta, przygotowanie i optymalizacja siatki wielokątnej z najlepszym zachowaniem tekstury, koloru i jakości, analiza ewentualnych problemów);
  • szeroka gama narzędzi do prowadzenia procesów biznesowych wytwarzania przyrostowego;
  • intuicyjny, łatwo konfigurowalny interfejs ze wsparciem technicznym od programisty w języku rosyjskim.

Co jest w magii

  1. Moduł podstawowy RP. Posiada szeroką gamę specjalnych funkcji do edycji modeli, współpracuje z dużą liczbą formatów importowanych plików. Szybko, dokładnie i geometrycznie poprawiaj błędy w przesłanych plikach. Zachowuje oryginalny kolor, tekstury i tekstury obiektów po „obróbce” pobranych plików, w zależności od ustawień. Zapewnia wygodną konfigurację procesów na wszystkich etapach przygotowania do druku.
  2. 12 dodatkowych modułów do wykonywania określonych funkcji. Na przykład Moduł Importu Magii umożliwia importowanie wielu różnych formatów; Moduł Magics Structures umożliwia projektowanie i drukowanie struktur i warstw plastra miodu; Moduł Magics Slice służy do przenoszenia obiektów na poziomie warstw szczegółów w formatach CLI, F&S, SLC, SSL; Moduł podpory objętości i moduł podpory drzewa to zbiory podpór i tak dalej.
  3. Oddzielny moduł podstawowy 3-matic przeznaczony do modelowania części w formacie STL (standardowa triangulacja). Umożliwia przeprowadzenie optymalizacji topologicznej na poziomie mikrostruktury, w tym przy pomocy wielu programów CAE.