Použití Meshlabu k čištění a sestavování dat laserového skenování: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Meshlab je open source softwarový program, který slouží k manipulaci a úpravě dat sítě. Tento tutoriál konkrétně ukáže, jak sestavovat, čistit a rekonstruovat data z 3D laserového skeneru. Techniky použité se zde použitým skenerem by měly platit pro skenování dat z jakéhokoli počítače, ale před začátkem si nejprve přečtěte veškerou dokumentaci dodanou s vaším systémem. Při skenování objektu je třeba použít jejich úsudek, aby bylo jisté, že zachytí dostatek dat, aby vytvořila co nejlepší síť. Zde použitá hlava aligátora vyžadovala přibližně 30 skenů pořízených z různých úhlů. Typické skenovací sady mohou být malé až 5 a velké až 50. To bylo vysoké číslo kvůli veškeré skryté geometrii uvnitř úst. U skenů pořízených pomocí kalibrovaného otočného talíře lze kroky hrubého zarovnání zcela přeskočit. Přesto se doporučuje provést jemné vyrovnání, aby se odstranila jakákoli chyba spojená s gramofonem. Stejně jako u jakéhokoli softwaru zálohujte práci a často ukládejte.

Krok 1: Čištění skenovaných dat

Začněte otevřením prvního skenovaného souboru. Je velká šance, že objekt bude obklopen spoustou dalších dat, která není nutné zahrnout do finální sítě. Nejjednodušší způsob, jak tato data odebrat, je použít nástroj Vybrat tváře v obdélníkové oblasti. Umožňuje vám použít výběr stylu výběru objektů, které chcete odebrat. Po jejich výběru přejděte do části Filtry/Výběr/Odstranit vybrané plochy a vrcholy a odeberte je. To nejen odstraní plochy, ale také odstraní podkladová data bodu, což má za následek čistší síť a menší velikost souboru. Tento krok opakujte pro každé skenování a je užitečné uložit čistý soubor jako novou verzi a ponechat původní neporušený. Ušetřete často!

Krok 2: Vrstvení souborů sítě

Otevřete novou čistou verzi prvního souboru sítě. Poté přejděte na Soubor/Otevřít jako novou vrstvu a vyberte další dva soubory sítě. Tím se importují nové soubory sítě do samostatných vrstev, podobně jako v programu pro úpravy obrázků. Kliknutím na ikonu vrstvy otevřete dialogové okno Vrstva, které vám umožní zobrazit, skrýt nebo zamknout kteroukoli z vrstev.

Krok 3: Lepení ok

Nyní budete mít tři samostatné vrstvy, každá se sítí, která nejsou zarovnaná. Zavřete nabídku Dialogové okno vrstvy a kliknutím na ikonu Zarovnat otevřete nástroj Zarovnat. Tento nástroj slouží k přemístění jednotlivých sítí vůči sobě navzájem. Klikněte na první soubor sítě v nabídce a zde vyberte Glue Mesh. Tím se síť připevní k nastavenému místu a umožní se zarovnání ostatních sítí. Dále vyberte druhé pletivo a klikněte na Bodové lepení. Tato funkce použije 4 nebo více bodů vybraných uživatelem k aproximaci zarovnání druhé sítě ve vztahu k první. Když se otevře zarovnávací okno, zobrazí se první lepená síť a druhá síť, obě s různými barvami, které pomáhají při výběru bodu. Oba modely otočte a umístěte je podobným způsobem. Zkuste je umístit na místo, které zobrazuje tolik překrývajících se informací, kolik jen můžete. Poté vyberte 4 nebo více podobných bodů na každé síti. Nemusí být přesné, ale musí být co nejpřesnější. Po výběru bodů klikněte na OK. Pokud byly vybrané body blízko, obě sítě by se měly automaticky zarovnat. Opět nebudou přesné, ale měly by být extrémně blízko. Pokud jste se zarovnáním spokojeni, kliknutím na tlačítko Zpracovat je zarovnáte ještě přesněji a nalepíte je na místo.

Krok 4: Více lepení

Stejný postup opakujte pro třetí síť. Pokud se síť z nějakého důvodu nevyrovnala tak přesně, jak byste chtěli, klikněte na tlačítko Unglue Mesh a opakujte bodové lepení. Tentokrát výběrem různých bodů na pletivu. Po zarovnání třetí sítě klikněte na tlačítko procesu a uložte nový soubor. Zpracování sítí po lepení každé nové sítě na místo zvyšuje přesnost zarovnání. Tato technika poskytuje softwaru více dat, která vám pomohou určit vhodné umístění. Jak jsou zarovnávány další a další sítě, prodlužuje se doba zpracování, ale na vylepšenou přesnost se vyplatí počkat. V této fázi navrhuji uložit vaši práci jako soubor projektu, protože soubory projektu automaticky načtou každou vrstvu do vašeho souboru, místo aby bylo nutné každý soubor ručně znovu otevírat jako novou vrstvu znovu.

Krok 5: Tipy na zarovnání

Výchozí parametry parametrů ICP vám umožňují doladit, jak je jedna síť zarovnána s jinou. Číslo vzorku - toto je počet vzorků, které vytáhne z každé sítě pro srovnání s ostatními sítěmi. Nechcete, aby toto číslo bylo příliš velké. Malý vzorek obvykle funguje dobře potichu. 1 000 až 5 000 je obvykle dost. Minimální počáteční vzdálenost - ignoruje všechny vzorky, které jsou mimo tento rozsah. Obvykle pro ručně zarovnaný objekt chcete, aby byl dostatečně velký na to, aby zahrnoval vaši chybu „výběr bodu“. Hodnota 5 nebo 10 (v milimetrech) je obvykle dobrý začátek. Jakmile jsou počáteční zarovnání dokončena, pusťte ji dolů na 1 mm, abyste „doladili“cílovou vzdálenost - to říká algoritmu, kdy má zastavit. Toto je funkce vašeho skeneru a měla by být přibližně. stejné (nebo mírně pod) zadané minimální chybě. Jakékoli menší a jen ztrácíte čas. Můžete také nastavit vyšší, aby bylo zarovnání rychlejší. Maximální počet iterací - vztahující se k cílové vzdálenosti, říká jí, kdy zastavit, bez ohledu na nastavení cílové vzdálenosti. Zbývající parametry obvykle nejsou potřeba. Souhrnně: U ručně zarovnaného skenování proveďte hrubé zarovnání a poté jemné zarovnání. U skenování s otočným zarovnáním proveďte jemné zarovnání. Pro hrubé zarovnání - začněte s malým počtem vzorků, velkou počáteční vzdáleností a velkou cílovou vzdáleností. Pro jemné zarovnání - začněte s vyšším počtem vzorků, menší počáteční vzdáleností a menší cílovou vzdáleností. Rovněž opakované spouštění zarovnání často slouží k jemnému doladění zarovnání.

Krok 6: Sloučení vrstev

Po zarovnání a zpracování všech síťových souborů kliknutím na ikonu Vrstva otevřete nabídku Dialogové okno vrstvy. Znovu zkontrolujte, zda jsou viditelné všechny zarovnané vrstvy. Poté přejděte na Filtry/Vrstva a Správa atributů/Sloučit viditelné vrstvy. Otevře se vyskakovací okno s různými možnostmi. Výchozí možnosti obvykle nechávám, protože jsem často ukládal a je snadné se vrátit k předchozí verzi. Klikněte na Použít. To zploští všechny vrstvy do jedné sítě, kterou lze poté projít vyhlazovacím filtrem. V tomto okamžiku, pokud data skenování obsahovala informace o barvách, Meshlab je odebere z nové kombinované sítě.

Krok 7: Vyhlazení a rekonstrukce sítě

Chcete -li vytvořit vyhlazenou síť, klikněte na Filtry/Remeshing, zjednodušení a rekonstrukce/Poissonova rekonstrukce. Otevře se vyskakovací okno s několika možnostmi. Nastavení, která dosud přinesla nejlepší výsledky a a Octree Depth - 11, Solver Divide - 7, Sample per Node - 1 and Surface offsetting - 1, but you can find that different settings provide better results. Klikněte na Použít a nechte proces běžet. V závislosti na rychlosti vašeho počítače a velikosti souboru sítě může chvíli trvat. Jakmile je proces dokončen, klikněte na ikonu Dialogové okno vrstvy a skryjte původní soubor sítě. Pokud to neuděláte, může se zdát, že proces selhal. Nová síť bude vodotěsná, což znamená, že v ní nejsou žádné otvory a lze ji exportovat pro rychlé prototypování. Meshlab je schopen exportovat vodotěsnou síť do různých formátů souborů, mezi které patří například. STL,. OBJ,. PLY,.3DS a. U3D. To z něj činí skvělý nástroj pro převod sítě do formátu, který lze importovat do programu 3D modelování, jako je 3D Studio Max, Silo 3D, Blender, nebo pro integraci vašeho souboru do souboru. PDF pomocí aplikace Adobe Acrobat 9.

Krok 8: Export sítě

Meshlab je schopen exportovat vodotěsnou síť do různých formátů souborů, mezi které patří například. STL,. OBJ,. PLY,.3DS a. U3D. To z něj činí skvělý nástroj pro převod sítě do formátu, který lze importovat do programu 3D modelování, jako je 3D Studio Max, Rhino, Silo 3D, Blender, nebo pro integraci vašeho souboru do souboru. PDF pomocí aplikace Adobe Acrobat Professional 9. Jen přejděte na Soubor/Uložit jako a z rozevírací nabídky vyberte příslušný formát souboru. Import nových souborů se liší v závislosti na softwaru, který používáte, ale obecně jde o jednoduchý proces.