Použitie Meshlabu na čistenie a zhromažďovanie údajov o laserovom skenovaní: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Meshlab je softvér s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý sa používa na manipuláciu a úpravu údajov siete. Tento tutoriál konkrétne ukáže, ako zostavovať, čistiť a rekonštruovať údaje z 3D laserového skenera. Techniky používané so skenerom, ktorý sa tu používa, by mali platiť pre skenovanie údajov z akéhokoľvek počítača, ale pred začatím si najskôr prečítajte všetku dokumentáciu dodanú s vašim systémom. Pri skenovaní objektu je potrebné použiť ich úsudok, aby ste sa presvedčili, že zachytíte dostatok údajov na vytvorenie najlepšej možnej siete. Tu použitá hlava aligátora vyžadovala asi 30 skenov nasnímaných z rôznych uhlov. Typické skenovacie súpravy môžu byť malé až 5 a veľké ako 50. Toto bolo vysoké číslo kvôli všetkej skrytej geometrii vo vnútri úst. Pri skenoch nasnímaných kalibrovaným rotačným gramofónom môžu byť kroky hrubého zarovnania úplne vynechané. Napriek tomu sa odporúča vykonať jemné vyrovnanie, aby sa odstránili všetky chyby súvisiace s gramofónom. Rovnako ako pre každý softvér, často si zálohujte prácu a ukladajte.

Krok 1: Čistenie skenovaných údajov

Začnite otvorením prvého skenovaného súboru. Je vysoká pravdepodobnosť, že objekt bude obklopený množstvom ďalších údajov, ktoré nie je potrebné zahrnúť do konečnej siete. Najjednoduchší spôsob, ako odstrániť tieto údaje, je použiť nástroj Vybrať tváre v obdĺžnikovej oblasti. Umožňuje vám použiť výber štýlu štýlu na výber tvárí, ktoré chcete odstrániť. Po ich vybratí ich vyberte v časti Filtre/Výber/Odstrániť vybrané tváre a vrcholy. Tým sa nielen odstránia tváre, ale aj odstránia sa podkladové údaje o bodoch, čím sa dosiahne čistejšia sieť a menšia veľkosť súboru. Tento krok zopakujte pri každom skenovaní. Je užitočné uložiť čistý súbor ako novú verziu a ponechať pôvodný súbor nedotknutý. Šetrite často!

Krok 2: Vrstvenie súborov siete

Otvorte novú čistú verziu prvého súboru siete. Potom prejdite na Súbor/Otvoriť ako novú vrstvu a vyberte ďalšie dva súbory siete. To importuje nové súbory siete do oddelených vrstiev, podobne ako v programe na úpravu obrázkov. Kliknutím na ikonu vrstvy otvoríte dialógové okno Vrstva, ktoré vám umožní zobraziť, skryť alebo uzamknúť ktorúkoľvek z vrstiev.

Krok 3: Lepenie ôk

Teraz budete mať tri samostatné vrstvy, každá so sieťami, ktoré nie sú zarovnané. Zatvorte ponuku Dialógové okno vrstvy a kliknutím na ikonu Zarovnať otvorte nástroj Zarovnať. Tento nástroj sa používa na zmenu polohy jednotlivých ôk voči sebe navzájom. Kliknite na prvý súbor siete v ponuke a zvoľte tu Glue Mesh. Toto pripevní pletivo k nastavenému miestu a umožní k nemu zarovnať ostatné oká. Potom vyberte druhú sieť a kliknite na bodové lepenie. Táto funkcia použije 4 alebo viac bodov vybraných používateľom na aproximáciu zarovnania druhej siete vo vzťahu k prvej. Keď sa otvorí okno zarovnania, zobrazí sa prvá lepená sieť a druhá sieť, obe s rôznymi farbami, ktoré pomôžu pri výbere bodu. Oba modely otočte a umiestnite ich podobným spôsobom. Pokúste sa ich umiestniť na miesto, ktoré zobrazuje toľko prekrývajúcich sa informácií, koľko môžete. Potom vyberte 4 alebo viac podobných bodov na každom pletive. Nemusia byť presné, ale musia byť čo najpresnejšie. Po výbere bodov kliknite na tlačidlo OK. Ak sú vybrané body blízko, obe siete by sa mali automaticky zarovnať. Opäť nebudú presné, ale mali by byť veľmi blízko. Ak ste so zarovnaním spokojní, kliknutím na tlačidlo Proces ich zarovnajte ešte presnejšie a prilepte ich na miesto.

Krok 4: Viac lepenia

Opakujte rovnaký postup pre tretie pletivo. Ak sa sieť z akéhokoľvek dôvodu nevyrovnala tak presne, ako by ste chceli, kliknite na tlačidlo Unglue Mesh a zopakujte proces lepenia na základe bodov. Tentoraz výber rôznych bodov na pletive. Po zarovnaní tretieho pletiva kliknite na tlačidlo procesu a uložte nový súbor. Spracovanie ôk po prilepení každej novej siete na miesto zvyšuje presnosť zarovnania. Táto technika poskytuje softvéru viac údajov, ktoré vám pomôžu určiť vhodné umiestnenie. Čím viac ôk je zarovnaných, tým dlhší je čas na spracovanie, ale na zvýšenú presnosť sa oplatí čakať. V tejto fáze navrhujem uložiť vašu prácu ako súbor projektu, pretože súbory projektu automaticky načítajú každú vrstvu do vášho súboru, namiesto toho, aby ste museli každý súbor ručne otvárať ako novú vrstvu znova.

Krok 5: Tipy na zarovnanie

Predvolené parametre parametra ICP vám umožňujú doladiť, ako je jedna sieť zarovnaná s druhou. Číslo vzorky - toto je počet vzoriek, ktoré vytiahne z každej siete na porovnanie s ostatnými okami. Nechcete, aby bolo toto číslo príliš veľké. Malá vzorka zvyčajne funguje dobre ticho. 1 000 až 5 000 je zvyčajne veľa. Minimálna počiatočná vzdialenosť - toto ignoruje všetky vzorky, ktoré sú mimo tohto rozsahu. Typicky pre ručne zarovnaný objekt chcete, aby bol dostatočne veľký na to, aby zahrnoval vašu chybu „výberu bodu“. Hodnota 5 alebo 10 (v milimetroch) je zvyčajne dobrý začiatok. Keď sú počiatočné zarovnania dokončené, spustite ho na 1 mm, aby ste „doladili“cieľovú vzdialenosť - to algoritmu hovorí, kedy má prestať. Toto je funkcia vášho skenera a mala by byť cca. rovnaká (alebo mierne nižšia) ako zadaná minimálna chyba. Akékoľvek menšie a vy len strácate čas. Môžete ho tiež nastaviť vyššie, aby bolo zarovnanie rýchlejšie. Maximálne číslo iterácie - vzťahujúce sa na vzdialenosť cieľa, hovorí mu, kedy zastaviť, bez ohľadu na nastavenie vzdialenosti cieľa. Zostávajúce parametre zvyčajne nie sú potrebné. V súhrne: Pri ručne zarovnanom skenovaní vykonajte hrubé zarovnanie a potom jemné zarovnanie. V prípade skenovania so zarovnaným otočením vykonajte jemné zarovnanie. Na hrubé zarovnanie - začnite s malým počtom vzoriek, veľkou štartovacou vzdialenosťou a veľkou cieľovou vzdialenosťou. Pre jemné zarovnanie - začnite s vyšším počtom vzoriek, menšou počiatočnou vzdialenosťou a menšou vzdialenosťou cieľa. Opakované spustenie zarovnania bude často slúžiť na doladenie zarovnania.

Krok 6: Sploštenie vrstiev

Keď sú všetky súbory siete zarovnané a spracované, kliknutím na ikonu Vrstva otvorte ponuku Dialógové okno vrstvy. Znova skontrolujte, či sú viditeľné všetky zarovnané vrstvy. Potom prejdite na položku Filtre/Vrstva a Správa atribútov/Sploštiť viditeľné vrstvy. Otvorí sa vyskakovacie okno s rôznymi možnosťami. Predvolené možnosti väčšinou nechávam, pretože som často ukladal a je ľahké sa vrátiť k predchádzajúcej verzii. Kliknite na Použiť. To zlúči všetky vrstvy do jednej siete, ktorú je potom možné previesť cez vyhladzovací filter. V tomto prípade, ak údaje o skenovaní obsahovali informácie o farbe, Meshlab ich odstráni z novej kombinovanej siete.

Krok 7: Vyhladzovanie siete a rekonštrukcia

Ak chcete vytvoriť vyhladenú sieť, kliknite na Filtre/Remeshing, zjednodušenie a rekonštrukcia/Poissonova rekonštrukcia. Otvorí sa vyskakovacie okno s niekoľkými možnosťami. Nastavenia, ktoré doteraz prinášali najlepšie výsledky a a Octree Depth - 11, Solver Divide - 7, Sample per Node - 1 and Surface offsetting - 1, but you might find that different settings provide better results. Kliknite na Použiť a nechajte proces bežať. V závislosti od rýchlosti počítača a veľkosti súboru siete môže chvíľu trvať. Akonáhle je proces dokončený, kliknite na ikonu Dialógové okno vrstvy a skryte pôvodný súbor siete. Ak to neurobíte, môže sa zdať, že proces zlyhal. Nová sieťovina bude vodotesná, čo znamená, že v nej nie sú žiadne otvory a je možné ju exportovať na rýchle prototypovanie. Meshlab je schopný exportovať vodotesnú sieť do rôznych formátov súborov, medzi ktoré patria napríklad. STL,. OBJ,. PLY,.3DS a. U3D. Je to skvelý nástroj na konverziu siete do formátu, ktorý je možné importovať do programu 3D modelovania, ako je 3D Studio Max, Silo 3D, Blender, alebo na integráciu súboru do súboru. PDF pomocou programu Adobe Acrobat 9.

Krok 8: Export siete

Meshlab je schopný exportovať vodotesnú sieť do rôznych formátov súborov, medzi ktoré patria napríklad. STL,. OBJ,. PLY,.3DS a. U3D. Vďaka tomu je to skvelý nástroj na konverziu vašej siete do formátu, ktorý je možné importovať do programu 3D modelovania, ako je 3D Studio Max, Rhino, Silo 3D, Blender, alebo na integráciu vášho súboru do súboru. PDF pomocou programu Adobe Acrobat Professional 9. Len prejdite na položku Súbor/Uložiť ako a v rozbaľovacej ponuke vyberte príslušný formát súboru. Import nových súborov sa líši v závislosti od softvéru, ktorý používate, ale vo všeobecnosti je to jednoduchý proces.