Как сделать скан 3d модели

Обновлено: 07.07.2024

Приступая к обзору программного обеспечения для трехмерного моделирования и проектирования, необходимо очертить две глобальные задачи, на решение которых оно нацелено:

обработка данных 3D-сканирования и моделирования; .

В этой статье мы рассмотрим основные функциональные возможности и преимущества ПО для обработки данных сканирования, представляемых на российском рынке компанией iQB Technologies.

Задача программного обеспечения этого типа – создание виртуальной трехмерной копии физического объекта для ее последующего использования в системах автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа (CAD/CAM/CAE).

После того как сканирование выполнено, полученная информация обрабатывается в специализированном ПО. 3D-сканеры представляют данные в виде облака точек, а современные модели – в виде полигональных моделей (точек, которые сшиваются между собой методом триангуляции). С помощью ПО можно устранить ошибки в отсканированной модели, создать набор NURBS-поверхностей, спроектировать полноценные параметрические твердотельные модели, проанализировать возможные изменения и погрешности, провести исследования, сравнительный анализ, а также контроль размеров и качества физического объекта.

Обработка данных сканирования решает следующие задачи:

проверка изделий на собираемость;
создание цифровых архивов.

На производстве 3D-сканирование применяется прежде всего для контроля геометрии и реверс-инжиниринга.

Обратное проектирование затрагивает все этапы производства от готового изделия к проекту. Оно позволяет воссоздать объекты или их элементы в случае отсутствия конструкторской документации (в том числе изношенные или устаревшие с целью их модернизации). В полученную 3D-модель вносятся необходимые корректировки, можно изменить масштаб, геометрию и т.д. Реверс-инжиниринг – это далеко не всегда копирование, это прежде всего возможность перенести физический объект или отдельные его элементы в цифровую форму для последующего создания усовершенствованных или принципиально новых продуктов средствами промышленного дизайна. Готовая CAD-модель может быть использована для изготовления изделия как аддитивными, так и традиционными методами.

При контроле качества в серийном производстве 3D-сканер, в сравнении с классическими инструментами измерения, позволяет существенно сэкономить время и трудозатраты, в том числе за счет частичной автоматизации процесса.

В каких отраслях востребовано 3D-сканирование:

приборостроение;
ювелирное дело; ; образование;
архитектура, дизайн, искусство.

Программные продукты Geomagic

Наиболее продвинутые инструменты для обработки данных сканирования – ПО Geomagic от компании 3D Systems: Wrap, Control X, Design X, плагин для SolidWorks, а также комплект ПО для образовательных учреждений.

Geomagic Wrap: удобный инструмент для работы в 3D

наличие сценариев макросов для автоматизации процессов;
самый простой способ сохранить, преобразовать текстуру и фактуру поверхности, в том числе и в карту текстуры;
инновационная возможность преобразования скрученных поверхностей в плоские для их измерения, моделирования текстуры и фактуры, создания 2D-эскизов;
простой и оперативный способ создать из области точек 3D-модель для печати;
поддержка всех трехмерных цифровых преобразователей, камер и сканеров формата XYZ/ASCII и обработка упорядоченных и неупорядоченных данных поверхностей и объемов.

Geomagic Control X: мощный софт для контроля геометрии

Гибкий программный продукт для выявления и решения проблем в области контроля качества, предлагающий многофункциональные и интуитивно понятные инструменты измерения, управления и анализа.

Непосредственная задача ПО – сравнение данных 3D-сканирования эксплуатационного изделия с эталонной моделью и составление полноценных отчетов в удобном формате. Процесс формирования отчетности может быть автоматизирован, а полученной информацией легко обмениваться со всеми участниками проекта. Control X позволяет значительно повысить показатели предприятия при выполнении проверок качества продукции.

возможность сравнения полученных сканов как с эталоном, так и с другими данными;
контроль и анализ полученной информации в сравнении как с эталоном, так и с другими данными;
настраиваемые выгружаемые отчеты, с возможностью автоматизации контроля;
поддержка данных, полученных не только с помощью 3D-сканирования, но и другими способами;
поддержка большого количества форматов, что позволяет контролировать и анализировать данные из различных источников;
интуитивно понятный интерфейс.

Geomagic Design X: новые возможности работы в САПР

Наиболее комплексное ПО для реверс-инжиниринга, начиная с обработки данных сканирования до создания твердотельной параметризированной модели (CAD).

Design X быстро обрабатывает сканы моделей, позволяя сэкономить средства на реализацию проекта и быстрее вывести продукт на рынок. ПО предлагает обширный выбор передовых инструментов САПР и работы со сканами и будет незаменим в сложных проектах.

В частности, у этой программы 3D-сканирования есть специальный инструмент для предварительной обработки полигональных моделей, ускоряющий дальнейшую работу (удаление шумов, острых граней, самопересечений, микротоннелей и т.п.).

возможность создания дерева построения САD-детали в наиболее распространенных международных САПР;
воссоздание истории построения САD-детали в самых передовых САПР;
быстрое воссоздание моделей по сканам;
многообразие инструментов и алгоритмов обработки.

Geomagic for SolidWorks: кратчайший путь от физического объекта к рабочей среде CAD

Еще одно программное решение для реверс-инжиниринга с широким набором функций. Это набор программных инструментов, который обеспечивает расширенные возможности по использованию облаков точек и многоугольников в процессе проектирования. Представляет собой плагин, совместимый с популярными моделями 3D-сканеров и поддерживающий импорт стандартных форматов точечных и полигональных файлов.

Комплект Geomagic для образования

Набор программ 3D-сканирования, предназначенный для учебных заведений, включает в себя:

плагин для Solidworks;
Design X;
Control X;
техническое обслуживание всего ПО на 3 года;
обучающие материалы для студентов в формате видеоуроков;
лицензии на 20 рабочих мест;
бесплатное обучение для преподавателя. Дистанционный курс в формате видеоуроков от центра обучения iQB Technologies рассчитан на 16 часов для каждого продукта.

Комплект от Geomagic помогает упростить и ускорить цифровое воспроизведение и проектирование, обеспечивая высокую точность результатов. С его помощью учащиеся смогут сократить время создания сложных 3D-моделей реальных объектов и контроля целостности изготовленных деталей.

Учебным заведениям мы предлагаем специальную цену на комплект Geomagic. Стоимость одной образовательной лицензии в 3,5 раза дешевле коммерческой! Запросить цену вы можете в каталоге нашего сайта.

FARO: от построения плана зданий до выявления отклонений

FARO – один из мировых лидеров на рынке 3D-измерений. В частности, компания выпускает наземные лазерные 3D-сканеры для оцифровки крупных объектов и ландшафтов. Для обработки данных сканирования FARO предлагает три программных продукта.

Читайте обзоры и смотрите видео в блоге:

Creaform: простая и быстрая обработка данных сканирования

Компания Creaform поставляет свои устройства в комплекте с полностью интегрированным программным обеспечением VXelements, плюс отдельно можно приобрести модули VXModel и VXInspect.

– универсальная платформа, объединяющая все важнейшие элементы и инструменты в рамках удобной для пользователя, простой и оптимизированной рабочей среды. – ПО для реверс-инжиниринга. Преобразует данные 3D-сканирования для использования во всех распространенных программах САПР или 3D-печати. – ПО для контроля качества.

Читайте обзоры и смотрите видео в блоге:

Creafrom выпускает отдельную линейку доступных профессиональных сканеров peel 3d, для которых разработано специальное ПО. Это интуитивно понятная программа 3D-сканирования, позволяющая значительно ускорить и оптимизировать работу с полученными данными. Программный продукт peel 3d имеет все необходимые функции для ручного и автоматического выравнивания системы координат и поддерживает различные форматы экспорта файлов.

Команда экспертов iQB Technologies готова проконсультировать вас по любым вопросам, связанным с темой статьи и с 3D-технологиями в целом. Мы разработаем и внедрим уникальные 3D-решения для вашего предприятия или проекта.

Статья опубликована 23.10.2017 , обновлена 26.11.2021

Об авторе

Семен Попадюк Главный редактор блога iQB Technologies, копирайтер и переводчик. Интересуется новыми технологиями и всем, что с ними связано. В блоге знакомит профессионалов рынка с актуальной информацией о – новостями, технологиями, продуктами, трендами, экспертными мнениями и историями внедрения. В свободное время изучает иностранные языки, путешествует, смотрит старое кино, любит играть в скрэббл и на гитаре.

Сегодня мы поговорим об опыте работы с ручным 3D сканером Calibry mini от компании Thor3d. Технические характеристики сканера опустим, так как во первых, они есть на нашем сайте, во вторых цель данной статьи – это показать практическое применения сканера из реальной жизни, а не просто сухие цифры параметров. Итак приступим.

Кейс по 3D сканированию №1

После распаковки сканера нам нужно откалибровать его, т. к. за время транспортировки его трясло, и температура окружающей среды несколько раз изменялась.

Процедура простая и занимает не больше минуты.

Устанавливаем сканер перед калибровочной табличкой и позиционируем так чтобы круги на экране совпали, сканер попросит нас на какое-то время не двигаться.

Перед каждым сканированием калибровать 3D сканеры Calibry совершенно не обязательно. Если вы пользуетесь сканером в одном и том же месте, допустим в офисе, то перед следующим сканированием достаточно произвести уточнение калибровки. А когда производить полную калибровку сканер подскажет сам.

Далее определяем какой из 3-х методов трекинга будем использовать для конкретного объекта сканирования. Всего их три типа:

Трекинг по геометрии. Использование данного типа имеет смысл, если объект сканирования богат на уникальную, не повторяющуюся геометрию.
Трекинг по маркерам. Данный тип позволяет отсканировать объекты с простой или повторяющейся геометрией.
Трекинг по текстуре. Позволяет сканировать объекты, как с простой, так и сложной геометрией, главное условие контрастная текстура. Например: картины, вазы с рисунком.

Объектом сканирования в нашем случае выступит шуруповерт, трекинг будем использовать геометрический.

Во время сканирования важно, чтобы объект находился в зелёной зоне видимости 3D сканера. Если отойти от объекта слишком далеко, модель на экране сканера изменит цвет на синий, если продолжать отдаляться, то индикация будет фиолетовой. Когда объект слишком близко, цветовая индикация будет желтой или красной соответственно.

Для того чтобы получить 3D объект хорошего качества мы отсканировали модель 3 раза. В первый проход мы захватили всё до чего удалось дотянуться. Не поворачивая модель, зарегистрировали скан и увидели пробелы (зоны, которые не отсканировали должным образом). Последующими сканами мы будем сканировать эти места, немного заходя в области объекта, которые ранее были захвачены, для того чтобы 3D сканер смог найти три совпадающие точки между сканами.

В комплекте с 3D сканером Calibry идет программное обеспечение Calibry Nest. Оно бесплатное и поставляется по умолчанию.

Некоторое время назад, наткнулся "на просторах" на очень интересную программульку 123D Catch. С помощью данной программы, не имея под рукой 3D сканера, можно создать вполне достойную 3D модель *.stl для 3D печати или для памяти чего либо в трехмерной плоскости.

Для сканирование необходимо скачать саму программу на смартфон на базе android или ios.
Запустить ее, и выбранный нами обьект, начать фотографировать на 360 гр., а также немного фото под углом…, программа подскажет как фотографировать, ничего сложного.

Далее загружаем наши фото на сервер, с помощью той же софтины, где они будут обрабатываться и склеиваться в 3D модель.

По завершению обработки вам предложат скачать с сервера модель.

Далее немного сложнее:
Теперь у нас есть необработанная 3d модель в формате *.obj или *.stl. Для обработки необходимо скачать программу для редактирования stl моделей(программ куча), я решил использовать той же фирмы… Meshmixer. Честно программа сыровата… но основные функции реализованы и можно на выходе получить отличный результат.

В программе Meshmixer мы удаляем ненужные косячки, артефакты и оптимизируем модель, которую далее пересохраняем в тот же *.stl, который читается в CAD программах (имеется ввиду нормальных полноценных, Компас3D не в счет.)

Далее, если у кого есть 3D принтер, загружаем в принтер и печатаем…если же нет, то ищем в инете фирмы которые печатают за деньги, для печати сойдет даже Reprap… моделька 10х10, см обойдется в 1000-4000 р приблизительно.

123D Catch сканирование 3D объектов с помощью фотоаппарата

Каждый человек, который когда либо себя связывал с 3D, мечтал иметь возможность легко переносить вещи из жизни в модели в вашей любимой программе. До определенного моменты это были лишь мечты. Сейчас возможности трехмерной графики продвинулись достаточно далеко. Да что говорить, чего стоят motion capture, 3D телевизоры, 3D кинотеатры и прочее. Отдельной темой идут 3D сканеры и 3D принтеры. Которые постепенно входят в индустрию трехмерной графики все больше и больше, а чем дальше, тем быстрее. Возможно, принтеры через некоторое время будут доступны всем, и каждый школьник, инженер, студент, сможет распечатывать все на этом 3D принтере.

А вот 3D сканер? Тут все намного сложнее. Получить трехмерную модель куда сложнее, чем ее распечатать. Возможно, и в будущем это будет доступно, но перед нами стоит задача сделать это именно сейчас. Мы хотим легко переносить модели из жизни в окно программы Maya, 3ds Max, Houdini, Zbrush, Blender или другие. Один из возможных вариантов рассмотрим сейчас.

Для сканирования трехмерной модели (3d модели), нам понадобится цифровой фотоаппарат, желательно не самый дешевый, программа (о которой ниже) и объект, который собираемся переносить в программу.

Наша, всеми любимая, компания Autodesk разработала уникальную систему, которая имеет одноименное название 123D Catch. Основана она на небесных технологиях и дает возможность легко построить 3D модель по набору отснятых фотографий.

В пример была взята ракушка. Фотографировать будем ее.

Теперь, нам необходимо скачать программу, а дальше ее установить. Запускаем.

Теперь фотографируем наш объект. Основные правила при съемке объекта :

— фотографируем объект со всех сторон;

— фотографируем ближние виды, для подчеркивания деталей;

— объект не двигаем, двигаемся сами;

— объект не должен быть прозрачным;

— максимальное количество фотографий для одного объекта — не больше 70;

Отфотографировав объект, собираем все фото и загружаем их в программу (Create a new Photo Scene). После, для создания сцены по нашим фотоснимкам, нажимаем на Complute Photo Scene.

Как только программа обработает все изображения, в программе появится окно сцены, в котором Вы сможете наблюдать модель со схемами камер из позиций, с которых была заснята модель.

В программе даже можно заанимировать вращение камеры, вокруг полученного объекта. Далее скачать ее в формате .avi, или же сразу залить на youtube. Но самое главное, что можно экспортировать сцену в форматах .obj, .dwg, .fbx, .ipm, .las, .rzi. Т.е. мы можем это все посмотреть в своих любимых трехмерных пакетах (Maya, 3ds Max и др.).

Читайте также: