Využití polygonálních modelů pro vizualizaci a prezentaci nabízí ve spojení s daty pořízenými na 3D scanneru zajímavé možnosti využití. Na jeden takovýto projekt se podíváme v dnešním článku.
Využití moderních technologií digitalizace 3D dat sebou přináší řadu oblastí nasazení v technických i netechnických oborech. Na jedné straně stojí velmi zajímavá technická řešení tohoto problému, na druhé straně pak software, který dokáže zpracovat extrémně složité polygonální sítě na stávajícím dostupném hardware. Podstata vytvoření 3D digitální kopie libovolného modelu je ve své podstatě velmi jednoduchá. Kompletní model je v rámci možností prostupnosti (viditelnosti ploch) popsán množinou bodů, kterým jsou přiřazeny 3D souřadnice. Tyto body jsou načteny do software, který je dále zpracovává do smysluplné jednovrstvé polygonální sítě. Právě kvalita a přesnost této sítě je dána jednotlivými komponentami řešení pro 3D skenování.
Profesionální řešení 3D digitalizace od společnosti GOM (ATOS Compact Scan)
Pro testování zpracování polygonální sítě v produktech společnosti Autodesk jsme využili data získaná zcela novým řešením ATOS Compact Scan od společnosti GOM, která je v naši republice zastupována firmou MCAE z Kuřimi. Scanner je nejmenším scannerem z řady profesionálních řešení pro aplikace s vysokými nároky na přesnost a kvalitu 3D digitalizace. Scanner je dodáván na klíč včetně výkonné pracovní stanice a software GOM Inspect, který je dostupný také v bezplatné verzi na internetu, což je velmi příjemné především v aplikacím na více pracovištích, například ve školství. Pro testování možností využití polygonálních sítí v aplikacích společnosti Autodesk jsme využili výtvarně řešené sošky ze skla, která je určitým symbolem projektu UNIV 2 KRAJE, ve kterém se právě na oblast aplikace nových postupů zaměřujeme.
Vysoké rozlišení scanneru dává velmi přesnou síť
Po několika minutách scanování je model na ATOSu hotov a přenesen do software pro zpracování mračna bodů. Již v této fázi lze body importovat do jiných aplikací, ale zpracování by bylo dále velmi obtížné. Aplikace dodávané k 3D scanneru jsou vybaveny nástroji pro přesné plátování jednotlivých sejmutých mračen bodů a jejich polygonizaci. Proto je ideální vytvářet polygonální model přímo v těchto aplikacích.
Polygonální sítě připravené v GOM Inspect v základním a modifikovaném
rozlišení (počet bodů a velikost STL)
První test byl proveden s aplikací pro vizualizaci projektů, Autodesk Showcase. Tato aplikace se vyznačuje výkonným importním algoritmem Autodesk Direct Connect, který mimo jiné podporuje také přímé načtení modelu v STL formátu, který je primární pro export z GOM Inspect.
Načtení půl milionu bodů s polygony do Autodesk Showcase
V oblasti zpracování polygonální grafiky je Autodesk Showcase prostě doma. Improtní filtr zvládne i takto složitý model zpracovávat na 32bitovém systému se 4 GB operační paměti s levným grafickým akcelerátorem NVIDIA 200. Zobrazení polygonů je naprosto bezchybné a čisté i pro potřeby precizní vizualizace s využitím vyhlazení sousedních plošek. Příjemná je především rychlost on-line náhledu a kvalita zobrazení modelu.
Zobrazení polygonálních ploch je při vizualizaci v Autodesk Showcase perfektní
Druhý test byl proveden s 3ds Max. Vzhledem k nižšímu výkonu hardware bylo nutné poměrně zásadně modifikovat zdrojová data. Množství definičních bodů bylo sníženo přibližně 8x. Hlavním cílem bylo především definovat možnosti aplikace 3ds Max pro dodatečné modifikace ploch na stávajícím hardware.
Editovatelná podoba modelu v 3ds Max
3ds Max poskytuje pro modifikaci sítě řadu funkcí, kterými lze nejen model modifikovat, ale také libovolně integrovat s jinými objekty. Těchto postupů lze využít v řadě technických i netechnických oborů. Polygonální síť lze modifikovat v 3ds Max prakticky na všech úrovních.
Na zjednodušeném modelu lze v 3ds Max provádět libovolné modifikace sítě
Pokud se pokusím o pohled na možnosti zpracování čistě polygonálního modelu ze 3D scanneru, je samozřejmě jeho využití v plném rozlišení postaveno především na úroveň vizualizace, případně komparace a měření s existujícími 3D CAD daty. Například software GOM Inspect je pro tyto potřeby přímo předurčen. Pokud budeme uvažovat o tvůrčí práci přímo na úrovni polygonální sítě bude nutné síť ukládat s vyhovující minimální přesností aby ji bylo možné dále zpracovat.