Como criar um modelo 3D de um objeto de maneira otimizada usando fotos?

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Gostaria de obter um modelo 3D das minhas palmilhas. Tentei digitalizá-lo com captura 123D, mas encontrar pontos de referência é difícil porque a palmilha é preta.

Como eu poderia melhorar a digitalização? Anexo uma foto da palmilha para mostrar sua forma não fácil.

Pensei em colocar uma grade de manchas brancas na superfície, mas será suficiente?

Além disso, é recomendável manter a câmera parada e girar o objeto (tenho um suporte rotativo) ou devo movê-la? no segundo caso, a precisão das fotos será menor, enquanto a rotação de 5 a 10 graus do suporte é extremamente fácil.

Como pano de fundo devo usar um tabuleiro de damas ou algo mais não repetitivo?

Percebi que a palmilha tem basicamente três "níveis" diferentes, unidos suavemente. Esses "planos" são inclinados da mesma maneira, de modo que, se eu alterar o tom da palmilha em cerca de 10 graus, eles serão horizontais. Melhoraria a precisão?

Editar: a palmilha é perfeitamente nova, mais usada antes.

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Pontilhei a palmilha com tinta branca (a borracha branca usada no escritório e na escola) e tirei uma série de fotos com a palmilha em cima de um tripé, apoiada em um suporte de papelão branco liso. 55 fotos no total, em 3 elevações diferentes (lateral, média, alta). Também fiz um teste com câmera fixa e objeto rotativo.

O Photoscan não funcionou bem em geral. Manter o objeto fixo produz os melhores resultados, mas é ruim.

123D Catch fez um trabalho muito melhor! novamente com objeto fixo e câmera em movimento. Ainda assim, o tratamento da malha resultante foi difícil e a precisão pode ser melhorada.

O Autodesk Remake 2017 funcionou MUITO bem, como você pode ver na captura de tela em anexo, e permite que a edição da malha remova partes inúteis do modelo. Ainda não tentei processar as fotos com a câmera fixa e o objeto rotativo. Fiz o processamento localmente (é lento!) Com o máximo de detalhes e resolução.

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FarO
fonte
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Provavelmente, isso é relacionado à impressão 3D na fronteira, mais voltado para a digitalização. Considere pulverizar pó de pé para clarear a superfície. Brasão uniformemente, como quaisquer áreas escuras se tornarão vazias. Colocar a palmilha em um cavalete de arame fino melhorará os resultados, talvez 30 graus. Coloque peças de xadrez de cor clara ao redor da palmilha, mas não altere o posicionamento durante a digitalização. A plataforma giratória é melhor, com a câmera no tripé. Fotografe a partir de ângulos baixos, médios e altos, rotação completa cada vez. O Agisoft Photoscan não possui limitações de contagem de fotos e possui uma avaliação gratuita de 30 dias para obter resultados de maior qualidade.
Fred_dot_u
Eu sei que é limítrofe, perguntei na meta antes de postar. Obrigado pela outra informação!
FarO 05/07/19
Tentei o Photoscan, tanto com plataforma giratória quanto com objeto fixo. Não houve bons resultados, mesmo que pontilhava a superfície da palmilha com manchas brancas (usei a tinta branca geralmente aplicada ao papel para corrigir erros de digitação). O objeto corrigido e eu em movimento deram melhores resultados. Acho que a melhor solução é construir uma sonda de toque para aplicar a minha impressora 3D, como youtube.com/watch?v=8gMF6zWHpz8 e raspibo.org/wiki/index.php/...
Faro
Há mais uma opção disponível para você, que pode fornecer melhores resultados. Chama-se FlexScan3D - lmi3d.com/products/flexscan3d, que usa um projetor de computador para sobrepor padrões no item que está sendo digitalizado. As distorções geradas pela forma são levadas para os cálculos para gerar o modelo. É equivalente a David Scan, mas é mais barato. Ainda caro se você tiver que comprar uma câmera e um projetor!
Fred_dot_u 20/07/16

Respostas:

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Geralmente, a maior variabilidade nas imagens 3D é a iluminação, seguida de perto pelo esquema de cores. Você provavelmente vai querer prestar atenção a alguns dos seguintes pontos:

  • Não há cores no plano de fundo / suporte, mantenha as sombras (a menos que especificado de outra forma para o scanner)
  • Sem gradientes. Isso se aplica a pouca iluminação, causando um efeito de luz "gradiente"
  • Defina o pano de fundo além do alcance do scanner, se possível (como no Skanect com Microsoft Kinect)
  • Idealmente, defina o pano de fundo e, especialmente, o suporte em contraste com a cor do objeto.

Você está certo, um scanner 3D típico terá dificuldades com cores mais escuras devido à física. No entanto, não há regras que digam que você não possa alterar a cor do objeto.

Nesta aplicação, eu sugeriria seguir em frente e pintar com spray o objeto e digitalizá-lo . A digitalização da palmilha exigirá tolerâncias super rígidas na digitalização, pois estou assumindo que a palmilha está naturalmente desgastada devido ao uso.

Completamente como alternativa à digitalização em 3D, você pode tentar usar uma sonda de toque em 3D, como em um CMM (Coordinate Measuring Machine). Levará mais tempo, mas uma sonda de toque não se importa com a cor do objeto.

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O comentário da sonda de toque parece ser um sucesso, por isso vou elaborar. Minha experiência com sondas de toque vem apenas da tecnologia de fabricação e pode ser encontrada e em uma variedade de máquinas-ferramentas diferentes:

  • Moinhos
  • Tornos
  • CMMs
  • Sistemas de visão
  • "Romer" Arms (também conhecido como CMM portátil)

Você provavelmente poderia procurar uma oficina mecânica (ou oficina) local e perguntar se ela possui uma máquina para engenharia reversa. A máquina mais rápida e fácil para engenharia reversa (na minha experiência) é um CMM portátil, recomendo pesquisar no Google.

Como alternativa, ouvi falar de pessoas adicionando sensores de toque em suas impressoras 3D, mas nunca vi isso antes. Em teoria, uma sonda de toque básica pode ser facilmente alcançada usando uma chave momentânea. Se você é bom em programação e talvez um pouco de Arduino, pode fazer o seguinte:

  • Adicione um interruptor momentâneo (normalmente desligado) ao Arduino
  • Encontre uma maneira de conectar o interruptor (abaixo dos bicos)
  • Conecte-se à sua impressora 3d no seu método preferido e na linguagem de programação preferida. Eu usei as bibliotecas fornecidas em Python que acompanham a instalação do MakerWare para conectar-se ao meu MakerBot.
  • Escreva sua rotina para mover seqüencialmente a nova sonda em um padrão de grade e, em seguida, mova o Z de forma incremental até receber um sinal do seu Arduino de que o momentâneo foi ligado.
  • Para cada acionador, anexe um arquivo de texto simples com uma nova linha contendo as coordenadas.
  • Depois de concluído, você deverá ter uma "nuvem de pontos" da sua palmilha que, se formatada corretamente, poderá importar para o software CAD

Existem alguns tipos de arquivos que podem ser usados, incluindo:

  • .pts
  • .XYZ
  • .CSV
tbm0115
fonte
Eu gosto da ideia da digitalização por sonda de toque. Pensei em algo assim, mas não sabia que existia facilmente até agora (em outras escalas que não a microscopia de força atômica ;-)).
Kamuro
Ok, mas como posso obter uma sonda de toque em casa? Além disso, editei para esclarecer que a palmilha é perfeitamente nova. Eu queria digitalizá-lo antes de usá-lo, reproduzi-lo no futuro. Vou tentar usar pó de bebê em vez de tinta, pelo menos pode ser facilmente removido e não gruda nos pés ao usar a palmilha.
FarO 05/07/19