8/3/2019 3d skeneri

1/10

3d skeneri

8/3/2019 3d skeneri

2/10

3D skeniranje je proces koji omoguava mjerenje i snimanje, bez dodira povrine, oblika iboja postojeeg objekta, da bi se dobio raunalni kompatibilni digitalni oblik.

Sekniranje se smatra jednim od najteih poslova koji se mogu izvesti pomou opreme. Kadase usporede s opim koordinatama, specificiranim opom topografijom komponente, stvarajuse prirodne koordinate. Za ovo je potrebna uporaba koncepta trokuta. Ovaj koncept ukazujena nekorisnosti definiranja objekta na temelju unosnih signala, dobivenih od 3 senzora,

postavljenih na specifini kut, i pozicijske razlike.

3D skener je ureaj koji analizira stvarne objekte, ili okolinu, da bi prikupio podatke onjegovom obliku i po mogunosti izgledu (boji). Sakupljeni podaci se nakon toga mogukoristiti za konstrukciju digitalnih, trodimenzionalnih modela, koji imaju iroku primjenu.

Ovi ureaji koriste uveliko zabavne industrije u proizvodnji filmova i video igara. Drugeuobiajene primjene ove tehnologije ukljuuju industrijski dizajn, obrnuti inenjering i izradu

prototipa, kontrolu kvalitete i dokumentacije kulturnih artifakata. Mnoge razliite tehnologijemogu se koristiti da bi se napravila jedna 3D skenerska naprava. Svaka od tih tehnologijadolazi sa svojim ogranienjima, prednostima i cijenom. Treba znati da mnoga ogranienjakoja se odnose na vrstu objekta, koji moe biti digitalan su jo uvijek prisutna: npr. optiketehnologije se susreu s mnogim potekoama kada su u pitanju sjajni, prozirni objekti iobjekti s efektom ogledala. Meutim, postoje metode za skeniranje sjajnih objekata, kao to

su pokrivanje istih sa tankim slojem bijelog pudera, koje e pomoi da se vie svjetlosnihfotona reflektiraju nazad ka skeneru. Laserski skeneri mogu poslati trilione svjetlosnih fotona

prema objektu, i mogu primiti samo mali postotak tih fotona nazad putem optike koju koriste.Osjetljivost objekta uvelike je bazirana na boji objekta ili njegovom Zemaljskom albedu.Bijela povrina e reflektovati mnotvo svjetlosti, dok e crna povrina reflektovati samomalu koliinu svjetlosti. Prozirni objekti kao to su staklo e samo prelomiti svjetlo i datilanu trodimenzionalnu informaciju.

8/3/2019 3d skeneri

3/10

Svrha 3D skeniranja je najee da se kreira point cloud od geometrijskih uzoraka na povrinisubjekta. Ove take mogu se dalje koristiti kako bi se izvela vrijednost, tj. oblik subjekta (ovaj

proces se naziva rekonstrukcija). Ako je informacija o boji prikupljena na svakoj taki, ondase boje na povrini subjekta takoer, mogu odrediti. 3D skeneri su vrlo slini kamerama. Kao

i kamere i oni imaju vidno polje konusnog oblika, i kao kamere oni mogu samo skupljatiinformacije o povrinama koje nisu zamraene, tj. tamne. Dok kamere prikupljaju podatke oboji povrine u okviru njenog vidnog polja, 3D skeneri prikupljaju podatke o udaljenostipovrine unutar vidnog polja. U veini situacija, jedno skeniranje nee rezultirati kompletnimmodelom subjekta. Mnoga skeniranja, iz razliitih smjerova, su potrebna da se dobijeinformacija o svim stranama subjekta. Ova skeniranja moraju biti dovedena uzajedniki referentni sistem, proces koji se obino naziva poravnanje ili registracija, i nakontoga spojena da bi se dobio kompletan model

8/3/2019 3d skeneri

4/10

DAVID je besplatna aplikacija koja omoguava skeniranje/digitalizaciju trodimenzionalnihobjekata. Predloeni su mnogi pristupi bez-kontaktnim tehnikama, mjerenja povrinaobjekata, i tehnikama za konkstrukciju 3D objekata, ali oni esto zahtijevaju kompleksnu iskupu opremu. Ne samo s obzirom na ubrzano poveanje broja, uinkovite 3D opreme isoftware-a, alternativna jeftina rjeenja su u velikoj potranji. Aplikacija DAVID je jeftin

sistem za 3D skeniranje i obradu. Jedine hardverske potranje aplikacije DAVID 3D scannersu jednostavan, komercijalni runi laser i web-kamera ili standardna, crno-bijela kamera.Tipina oprema za 3D skeniranje su laseri, strukturirana svjetlost, mehaniki senzoriilifotogrametrije.

Hardverski zahtjevi

PC

Kompatibilan je sa Windows 2000/XP/Vista/7 (32/64 bit) operativnim sistemom, i Microsoft.NETFramework 2.0 ili novijim.

Laser:

Bilo koji izvor svjetlosti koji stvara tanku, ali svijetlu ravninu. Obini laser iz bilo kojegtrgovakog centra biti e dovoljan u veini sluajeva, ali laser sa fokusom e dati mnogo

preciznije rezultate.

Kamera:

Iako, e skener raditi i sa jeftinom web-kamerom, naravno, sa visoko kvalitetnom kamerom,rezultati e biti puno bolji. Boja je jedino neophodna kada elite postii teksturu u boji. U

suprotnom, bolji rezultati se mogu postii sa crno-bijelom kamerom. Kamera MORA doi saWDM driverim-a.

Kalibracijski ugao:

Kalibracijski ugao je potreban za kalibraciju kamere i kao pozadinska struktura tijekomskeniranja. Mora se sastojati od dva jednaka zida/ploe koje se spajaju u ugao od tano 90.Za kalibraciju kamere, nalazi se kalibracijska povrina u DAVID direktoriju, koju trebaisprintati i zalijepiti na zidove/ploe.

8/3/2019 3d skeneri

5/10

Kompatibilnost

DAVID--Laserscanner je nisko budetni sistem za 3D skeniranje objekata. Jedini hardwerskizahtjevi su jednostavna kamera i komercijalni laser. Uz ovaj softwer moete koristiti gotovosvaku MS-Windows kompatibilnu kameru sa WDM podrkom, kao to je Vaa web kameraili firewire kamera. ak moete koristiti svoju video kameru ako je spojite na raunar, i ako

imate odgovarakue WDM drivere.

Precizna i automatska kalibracija kamere

Da bi ste postigli precizna 3D mjerenja potrebno je kalibrirati kameru, a to ete uraditi prekoopcije za kalibraciju koja je izvanredno itegrirana u ovaj softwer te vri automatski proraun,te na taj nain odreuje poziciju kamere i fokalnu daljinu, kao i ukoliko je potrebnokompenzaciju distorzije radijalne lee. Tako ete biti u prilici da skenirate svoj objekat saapslolutnim razmjerom.

Zaglaivanje i interpolacija podataka

Zaglaivanje i interpolacija objekata se postiu pomjeranjem lasera, poput kista za slikanje,preko objekta, dok rezultati skeniranja ne postanu zaglaeni i sve praznine popunjene. Poredtoga, mogu se koristiti DAVID-ova interpolacija i filteri za zaglaivanje kako bi se poboljaloskeniranje.

Podrka teksture

Fotografija uslikana foto-aparatom, ili kamerom moe se koristiti kao tekstura. Tekstuiran 3Dmodel moe biti pregledan u 3D prozoru. DAVID, takoer, moe da eksportuje teksturnekoordinate, to dozvoljava unos tekstuiranog objekta u softvere drugih proizvoaa.

Integrirani 3D preglednik

DAVID 3D scanner sadri integrisani OpenGL - bazirani 3D preglednik kojim pregleda 3Dmodel odmah nakon skeniranja.

Ekportovanje dokumenata

Eksportovanje dokumenata se vri na sljedei nain: Skenirani objekt se spremi kao AliasWavefront OBJ dokument. OBJ format je dobro afirmiran plain/text format za mreetrouglova, i podran je od strane mnogih 3D aplikacija. Ostali formati dokumenata se mogueksportovati sa DAVID-Shapefusion-om.

8/3/2019 3d skeneri

6/10

How to use

DAVID 3D skener je vrlo jednostavan za koritenje. Prije samog procesa skeniranja potrebnoje izraditi pozadinsku strukturu i podesiti potrebne postavke.Pa krenimo od poetka, da bi mogli skenirati pomou DAVID-a potrebna nam je:

3D pozadina

Sljedei koraci e prikazati kako sastaviti vlastiti kalibracijski ugao, odnosno 3D pozadinu. Uovom primjeru se koriste dvije jednake bijele plastine povrine, ljepljiva traka, i isprintanakalibracijska povrina (izaberite Calibpoints .pdf file-ove koji su doli sa DAVIDaplikacijom). Teoretski, skalirana kalibracijska ravnina se moe isprintati na bilo kojuveliinu. Potrebno je izmjeriti i zapamtiti veliinu skale na isprintanom listu, zato to e biti

potrebna tijekom kalibracije kamere. Isprintane listove treba izrezati makazama, po tankoj crtiveoma precizno. Veoma je bitno da se izrezani rubovi od dva dijela lista precizno dodiruju

jedan s drugim.

Odrezani listovi se zalijepe na plou tako da, kada se ploa spoji u ugao od 90, izrezanirubovi precizno dodiruju jedan drugoga. Moe se koristiti ljepljiva traka (po mogunosti mat,a ne sjajna), ali list papira postane valovit nakon par dana. Zbog toga je bolje koristitiljepilo ili samo-ljepljivi papir. Upotrebom bilo kojeg tanog, preciznog pravouglog objektamogu se namjestiti dvije ploe u vrlo precizan ugao od 90.

8/3/2019 3d skeneri

7/10

Sivi dijelovi kordinatnog sistema u donjem lijevom uglu moraju se poklapati savreno!Dupla taka mora biti u donjem desnom uglu povrine (iz perspektive kamere)!

Ovi uslovi moraju biti postignuti tijekom kalibriranja kamere i skeniranja!Ploe bi trebalo zalijepiti koristei ljepljivu traku, ili jo bolje, koristei ugaonu spojnicu iarafe. Meutim, mogu se koristiti i uglovi sobe, ako su zidovi jednobojni, imaju taan ugaood 90, i ako je mogue prislonjanje kalibracijske povrine (listove) tako da se isjeeni rubovi

poklapaju savreno. Dupla taka na kalibracijskoj povrini mora biti u donjem desnom uglu(na slici kamere).

Kalibracija kamere

Kamera se postavlja ispred kalibracijske povrine(kalibracijskog ugla) i treba da vidi kalibracijsku

povrinu u potpunosti. Za automatsko kalibriranjekamere potrebna je slika visokog kontrasta.Kalibracijske take su obino crne, a pozadina

bijela. U sluaju ako su take svjetlije, a pozadina

tamnija potrebno je oznaiti Inverted printoutopciju, da bi dobili odgovarajui kontrast. Usluaju runog podeavanja, bira se manual modei runo se odreuju pozicije taaka, pri emuskala isprintane kalibracijske povrine mora biti

korektna. Vrijednost u polju Scale (mm) i udaljenost, u milimetrima, izmeu dva centra oddva isprintana kalibracijska polja moraju se poklapati savreno.

Na kraju je potrebno samo kliknuti na "CalibrateCamera", i ako je kalibracija kamere uspjena,

pojavit e se mali, crveni kriii na slici kamere,koji oznaavaju centar kalibracijskih taaka.

8/3/2019 3d skeneri

8/10

Izradi sam DIY 3D

Potrebno: web kamera,raunalo koje kontrolira rotirajui stol.

Kada smo napravili rotirajui stol, postavili objekt na stol koritimo tehnologiju zvanudescreete light za izradu 3D modela od toga.

Za pokretanje ploe na stolu u krug koriste se R / C servo motori. Moda bi bilo lake pomoukoranog motora.

Servo se ne moe okretati za 360 pa se treba koristiti leaj (oneway) pa je mogue rotirati180 a zatim pomaknuti servo natrag na tu poziciju. Sada je mogue rotirati jo 180.

8/3/2019 3d skeneri

9/10

Svijetlo se postavlja na 90 u odnosu na web kameru i kut gledanja.Funkcionira na principu fotografija s kamere, okret stola za 1 ....

8/3/2019 3d skeneri

10/10

Popis dijelova moe izgledati malo obeshrabljujui, ali projekt nije teko napraviti. Skener sesastoji od 3 glavna dijela:

asija To je okosnica skenera. Sve pae na kuitu, i to treba biti dovoljno kruta da izdriteinu svih ostalih komponenti, i to god namjeravate staviti na gramofon.

Mjenja Ovaj dio daje okretanje koranim motorom i pretvara ga u neto prikladnije za naepotrebe. To je jednostavan dizajn sa samo nekoliko dijelova.

Elektronika mozak i ivce skenera omoguuju vam kontrolu gramofona s vaegraunala.Oienje nije teko

.