Acquisizione di oggetti 3D | Scansione laser & Fotogrammetria | Tarantino Francesco

ACQUISIZIONE DI OGGETTI 3D scansione laser e fotogrammetria CORSO DI REVERSE MODELING A.A. 2010-2011 GRUPPO 16 Altieri Sara Di Dato Lidia Le Pera Carmela Tarantino Francesco

esercitazione 1 SCANSIONE LASER 3D BOTTIGLIA NELSEN

SCANSIONE LASER 3D 路 BOTTIGLIA NELSEN

REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

BOTTIGLIA NELSEN L’oggetto scelto non presenta particolari problematiche per la scansione: è interamente bianco e ha una superficie liscia, senza imperfezioni. L’oggetto si presentava leggermente translucido, ma con l’uso di una vernice bianca, abbiamo ovviato il problema.

Un’altra difficoltà riscontrata in fase di modellazione è stata la geometria del tappo; i bordi del foro sono del foro sono troppo fini per essere rilevati con una buona accuratezza. · dimensione dell’oggetto (compresa nel volume di misura dello scanner) · superficie dell’oggetto cooperante · superficie opaca · superficie liscia · colore chiaro · pochi contrasti

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

SCANNER UTILIZZATO

LASER SCANNER VIVID 910 – MINOLTA LENTE 14mm A distanza (mm) tra i 600 e i 630

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

SCANSIONE DELL’OGGETTO 1. POSIZIONAMENTO DELL’OGGETTO 2. REGOLAZIONE DEI PARAMETRI DELLO SCANNER

I colori differenti ci mostrano cromaticamente le zone più vicine, rosse, e quelle più lontane, blu, così da poter stabilire la profondità.

3. SCANSIONE DELL’OGGETTO DA DIVERSI PUNTI DI VISTA

Le scansioni sono state eseguite tenendo lo scanner fisso e ruotando l’oggetto nelle diverse direzioni in modo tale da lasciare un livello di sovrapposizione del 40%, così da facilitare l’allineamento nella fase successiva.

In totale abbiamo eseguito un numero di prese pari a 14.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

ALLINEAMENTO DELLE PRESE Ogni scansione è stata ripulita degli elementi estranei all’oggetto (il piano d’appoggio, la plastilina per tenere l’oggetto in equilibrio,..).

Successivamente abbiamo allineato le scansioni fissando la posizione della prima selezionando manualmente i punti omologhi su range map relative a porzioni adiacenti di superficie.

La fase di allineamento autometico per il raffinamento finale della posizione è stata condotta utilizzando un subsampling pari a 1/1.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

Terminato l’allineamento di tutte le scansioni abbiamo fatto un allineamento globale e un’analisi degi errori attraverso gli istogrammi d’errore. Questi si presentano un’andatura regolare, quindi il nostro modello non presenta grosse deviazioni.

Prima di fondere tutte le prese in un’uni mesh, abbiamo pulito ulteriormente il nostro modello dai bordi irregolari e altre imperfezioni.

A conclusione della fase di allineamento abbiamo eliminato i fenomi di ridondanza, dovuti al 40% di sovrapposizione di tutte le prese, con la funzione Overplanning Reduction.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D · BOTTIGLIA NELSEN

MERGE IN UN’UNICA MESH Inserendo un valore smoothing nella tabella per il calcolo dell’intervallo di capionamento della superficie necessario per fondere insieme le prese, vengono calcolati in automatico tutti gli altri valori importanti.

Calcolati i dati è possibile ottenere una superficie unica poligonale semplice.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D 路 BOTTIGLIA NELSEN

EDITING DELLA MESH

PRIMA DELLA LISCIATURA

DOPO LA LISCIATURA REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D 路 BOTTIGLIA NELSEN

RENDER CON RHINOCEROS

REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

SCANSIONE LASER 3D 路 BOTTIGLIA NELSEN

REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

esercitazione 2 FOTOGRAMMETRIA ZAINO

FOTOGRAMMETRIA 路 ZAINO DI LEGNO

REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

ZAINO L’oggetto scelto assegnato presenta nomerose superfici curve e un manico che rendono la modellazione più complessa. Sulla superficie dello zaino sono raffigurati dei punti che risultano molto importanti per la fase di allineamento delle foto per la generazione dei punti.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

CAMERA UTILIZZATA

CANON EOS 20D Velocità ISO: 1004 Apertura diaframma usata per scattare le foto.: f/6.3

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

CALLIBRAZIONE DELLA CAMERA Durante tutta la fase di scatto, sia per la callibrazioene che per l’oggetto, è stato usato un obiettivo fisso, perchè solo questo garantisce che la distanza focale si mantenga costante durante tutta la calibrazione e i successivi.

Sono state scattate le fotografie dei due set di callibrazione: due scatti da due pinti di vista delle pareti di callibrazione, 18-scatti del set di target piani per iWitness con variazione in z.

Con il software iWitness, i primi due scatti sono stati allineati punto per punto. I secondi con il matching automatico.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

SCATTI DELL’OGGETTO

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

CALCOLO DEGLI ERRORI CON EXCEL Attraverso l’elaboratore di calcolo excel abbiamo calcolato lo scostamento delle immagini di callibrazione.

!edia arit)e*+a = (∑Δx)/n

= (∑Δy)/n

= (∑Δz)/n

Δx =

Δy =

Δz =

‐4,28

0,29

0,07

Deviazione standard = √(∑Δx^2)

= √(∑Δy^2)

= √(∑Δz^2)

σ(x)=

σ(y)=

σ(z)=

√(∑Δx^2)

√(∑Δx^2)

√(∑Δx^2)

348,3875125

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

101,6109703

34,88155647

FOTOGRAMMETRIA 路 ZAINO DI LEGNO

ALLINEAMENTO DELLE FOTO Utilizzando iWitness si allineano pi霉 punti possibili manualmente, come fatto per la calibrazione, abbinando i punti omologhi dei target.

REVERSE MODELING 路 GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

ORIENTAMENTO DEI PUNTI E SCALA

3 4

A

B

1

Inserando le misure reali delle distanze tra i target, abbiamo assegnato al sistema l’orientamento secondo gli assi opportunamente dimensionato. Ottenuti i punti orientati è possibile utilizzare un altro software di modellazione per costruire le superfici ed evdentualmente modificare e renderizzare l’oggetto.

2

12 = 640 mm 23 = 1093 mm 34 = 920 mm 24 = 1276 mm AB = 571 mm

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

FOTOGRAMMETRIA · ZAINO DI LEGNO

GENERAZIONE DI NURBS La nube di punti è stata trasferita con Rhinoceros .

A partire da questi è stato ricostruito il modello dello zaino all’interno di un sistema orientato.

REVERSE MODELING · GRUPPO 16

GRAZIE GRUPPO 16