Utilizzo di Meshlab per pulire e assemblare i dati di scansione laser: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Meshlab è un programma software open source utilizzato per manipolare e modificare i dati mesh. Questo tutorial mostrerà specificamente come assemblare, pulire e ricostruire i dati da uno scanner laser 3D. Le tecniche utilizzate con lo scanner utilizzato qui dovrebbero applicarsi alla scansione dei dati da qualsiasi macchina, ma prima di iniziare leggi tutta la documentazione inclusa con il tuo sistema. Bisogna usare il proprio giudizio durante la scansione dell'oggetto per essere sicuri di acquisire dati sufficienti per creare la migliore mesh possibile. La testa di alligatore qui utilizzata ha richiesto circa 30 scansioni prese da varie angolazioni. I set di scansione tipici possono essere piccoli come 5 e grandi come 50. Questo era un numero elevato a causa di tutta la geometria nascosta all'interno della bocca. Per le scansioni effettuate con un giradischi calibrato, i passaggi di allineamento grossolano possono essere completamente saltati. Tuttavia, si consiglia comunque di eseguire un allineamento fine per eliminare qualsiasi errore inerente al giradischi. Come con qualsiasi software, esegui il backup del tuo lavoro e salva frequentemente.

Passaggio 1: pulizia dei dati di scansione

Inizia aprendo il primo file di scansione. È molto probabile che l'oggetto sia circondato da molti dati extra che non devono essere inclusi nella mesh finale. Il modo più semplice per rimuovere questi dati è utilizzare lo strumento Seleziona facce in una regione rettangolare. Ti consente di utilizzare un selettore di stile di selezione per scegliere le facce che desideri rimuovere. Dopo averli selezionati, vai su Filtri/Selezione/Elimina volti e vertici selezionati per rimuoverli. Questo non solo elimina le facce, ma rimuove anche i dati dei punti sottostanti, ottenendo una mesh più pulita e dimensioni del file più piccole. Ripeti questo passaggio per ogni scansione ed è utile salvare il file pulito come una nuova versione, lasciando intatto l'originale. Risparmia spesso!

Passaggio 2: stratificazione dei file mesh

Apri la nuova versione pulita del primo file mesh. Quindi vai su File/Apri come nuovo livello e seleziona i due file mesh successivi. Questo importerà i nuovi file mesh in livelli separati, in modo simile a un programma di modifica delle immagini. Fare clic sull'icona del livello per aprire la finestra di dialogo dei livelli che consente di visualizzare, nascondere o bloccare uno qualsiasi dei livelli.

Passaggio 3: incollare le maglie

Ora avrai tre livelli separati ciascuno con maglie non allineate. Chiudi il menu Finestra di dialogo dei livelli e fai clic sull'icona Allinea per aprire lo strumento Allinea. Questo strumento viene utilizzato per riposizionare le maglie separate l'una rispetto all'altra. Fare clic sul primo file mesh nel menu e scegliere Incolla qui la rete. Questo fisserà la mesh in una posizione prestabilita e consentirà alle altre mesh di essere allineate ad essa. Quindi, scegli la seconda mesh e fai clic su Incollaggio basato su punti. Questa funzione utilizzerà 4 o più punti selezionati dall'utente per approssimare l'allineamento della seconda mesh rispetto alla prima. Quando la finestra di allineamento si apre, visualizzerà la prima mesh incollata e la seconda mesh, entrambe con colori diversi per facilitare la selezione del punto. Ruota entrambi i modelli e posizionali in modo simile. Prova a metterli in una posizione che mostri quante più informazioni sovrapposte possibile. Quindi, scegli 4 o più punti simili su ogni mesh. Non devono essere esatti, ma essere il più precisi possibile. Dopo aver selezionato i punti, fare clic su OK. Se i punti selezionati erano vicini, le due mesh dovrebbero allinearsi automaticamente. Ancora una volta, non saranno esatti, ma dovrebbero essere estremamente vicini. Se sei soddisfatto dell'allineamento, fai clic sul pulsante Elabora per allinearli in modo ancora più accurato e incollarli in posizione.

Passaggio 4: più incollaggio

Ripeti lo stesso processo per la terza maglia. Se per qualsiasi motivo la mesh non si è allineata con la precisione desiderata, fare clic sul pulsante Unglue Mesh e ripetere il processo di incollaggio basato sui punti. Questa volta scegliendo diversi punti sulla mesh. Fare clic sul pulsante di elaborazione dopo che la terza mesh è stata allineata e salvare il nuovo file. L'elaborazione delle maglie dopo che ogni nuova maglia è stata incollata in posizione aumenta la precisione dell'allineamento. Questa tecnica fornisce al software più dati per aiutare a determinare la posizione appropriata. Man mano che vengono allineate sempre più mesh, il tempo di elaborazione aumenta, ma vale la pena aspettare per una maggiore precisione. Suggerisco di salvare il tuo lavoro come file di progetto in questa fase perché i file di progetto caricano automaticamente ogni livello nel tuo file invece di dover aprire manualmente ogni file come nuovo livello da capo.

Passaggio 5: suggerimenti sull'allineamento

I parametri del parametro ICP di default consentono di mettere a punto il modo in cui una mesh è allineata a un'altra. Numero campione - questo è il numero di campioni che estrae da ogni mesh per confrontarlo con le altre mesh. Non vuoi rendere questo numero troppo grande. Un piccolo campione in genere funziona abbastanza bene. Da 1.000 a 5.000 di solito sono sufficienti. Distanza iniziale minima: ignora tutti i campioni che si trovano al di fuori di questo intervallo. In genere, per un oggetto allineato manualmente, si desidera che sia abbastanza grande da comprendere l'errore di "raccolta del punto". Un valore di 5 o 10 (in millimetri) di solito è un buon inizio. Una volta completati gli allineamenti iniziali, abbassarlo a 1 mm per "regolare" la distanza target - questo indica all'algoritmo quando fermarsi. Questa è una funzione del tuo scanner e dovrebbe essere di ca. uguale (o leggermente inferiore) al piano di errore specificato. Qualsiasi più piccolo e stai solo perdendo tempo. Puoi anche impostarlo più in alto per allineare più velocemente. Numero massimo di iterazioni - relativo alla distanza target, indica quando fermarsi indipendentemente dall'impostazione della distanza target. Il resto dei parametri in genere non è necessario. In sintesi: per una scansione allineata manualmente, eseguire un allineamento approssimativo, quindi un allineamento fine. Per una scansione allineata a rotazione, eseguire un allineamento fine. Per un allineamento approssimativo, iniziare con un numero di campione piccolo, una distanza iniziale grande e una distanza target grande. Per un allineamento preciso, iniziare con un numero di campione più alto, una distanza iniziale più piccola e una distanza target più piccola. Inoltre, eseguire ripetutamente l'allineamento spesso servirà a mettere a punto l'allineamento.

Passaggio 6: appiattire i livelli

Dopo che tutti i file mesh sono stati allineati ed elaborati, fare clic sull'icona Layer per aprire il menu Layer Dialog. Ricontrolla per assicurarti che tutti i livelli allineati siano visibili. Quindi vai su Filtri/Gestione livelli e attributi/Appiattisci livelli visibili. Si aprirà una finestra pop-up che mostra le diverse opzioni. Tendo a lasciare le opzioni predefinite poiché ho salvato spesso ed è facile tornare a una versione precedente. Fare clic su Applica. Questo appiattirà tutti i livelli in un'unica mesh che può quindi essere eseguita attraverso un filtro levigante. A questo punto, se i dati di scansione includevano informazioni sul colore, Meshlab lo rimuoverà dalla nuova mesh combinata.

Passaggio 7: levigatura e ricostruzione della rete

Per creare una mesh levigata, fare clic su Filtri/Remeshing, semplificazione e ricostruzione/Ricostruzione Poisson. Si aprirà una finestra pop-up con diverse opzioni. Le impostazioni che hanno portato i migliori risultati finora a e Octree Depth - 11, Solver Divide - 7, Sample per Node - 1 e Surface offsetting - 1, ma potresti scoprire che impostazioni diverse forniscono risultati migliori. Fare clic su Applica e lasciare che il processo faccia il suo corso. Potrebbe volerci un po' di tempo a seconda della velocità del computer e delle dimensioni del file mesh. Una volta terminato il processo, fai clic sull'icona Finestra di dialogo dei livelli e nascondi il file mesh originale. Se non lo fai, potrebbe sembrare che il processo non sia riuscito. La nuova mesh sarà a tenuta stagna, il che significa che non ci sono fori nella mesh e può essere esportata per la prototipazione rapida. Meshlab è in grado di esportare la mesh a tenuta stagna in una varietà di formati di file come. STL,. OBJ,. PLY,.3DS e. U3D tra gli altri. Questo lo rende un ottimo strumento per convertire la tua mesh in un formato che può essere importato in un programma di modellazione 3D come 3D Studio Max, Silo 3D, Blender o per integrare il tuo file in un file. PDF utilizzando Adobe Acrobat 9.

Passaggio 8: esportazione della mesh

Meshlab è in grado di esportare la mesh a tenuta stagna in una varietà di formati di file come. STL,. OBJ,. PLY,.3DS e. U3D tra gli altri. Questo lo rende un ottimo strumento per convertire la tua mesh in un formato che può essere importato in un programma di modellazione 3D come 3D Studio Max, Rhino, Silo 3D, Blender o per integrare il tuo file in un file. PDF utilizzando Adobe Acrobat Professional 9. Basta vai su File/Salva con nome e scegli il formato file appropriato dal menu a discesa. L'importazione dei nuovi file varia a seconda del software in uso, ma in genere è un processo semplice.