Uso de Meshlab para limpiar y ensamblar datos de escaneo láser: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Meshlab es un programa de software de código abierto que se utiliza para manipular y editar datos de malla. Este tutorial mostrará específicamente cómo ensamblar, limpiar y reconstruir datos de un escáner láser 3D. Las técnicas utilizadas con el escáner que se utilizan aquí deberían aplicarse para escanear datos desde cualquier máquina, pero primero lea la documentación incluida con su sistema antes de comenzar. Uno debe usar su juicio al escanear el objeto para asegurarse de capturar suficientes datos para crear la mejor malla posible. La cabeza de cocodrilo utilizada aquí requirió alrededor de 30 escaneos tomados desde varios ángulos. Los conjuntos de escaneo típicos pueden ser tan pequeños como 5 y tan grandes como 50. Este fue un número alto debido a toda la geometría oculta dentro de la boca. Para escaneos tomados con un plato giratorio calibrado, los pasos de alineación aproximada pueden omitirse por completo. Sin embargo, se recomienda realizar una alineación fina para eliminar cualquier error inherente al tocadiscos. Al igual que con cualquier software, haga una copia de seguridad de su trabajo y guárdelo con frecuencia.

Paso 1: limpieza de los datos de escaneo

Comience abriendo el primer archivo de escaneo. Es muy probable que el objeto esté rodeado por una gran cantidad de datos adicionales que no es necesario incluir en la malla final. La forma más sencilla de eliminar estos datos es utilizar la herramienta Seleccionar caras en una región rectangular. Le permite utilizar un selector de estilo de marquesina para elegir las caras que le gustaría eliminar. Después de seleccionarlos, vaya a Filtros / Selección / Eliminar caras y vértices seleccionados para eliminarlos. Esto no solo elimina las caras, sino que también elimina los datos de puntos subyacentes, lo que da como resultado una malla más limpia y un tamaño de archivo más pequeño. Repita este paso para cada escaneo y es útil guardar el archivo limpio como una nueva versión, dejando el original intacto. ¡Ahorre a menudo!

Paso 2: capas de archivos de malla

Abra la nueva versión limpia del primer archivo de malla. Luego vaya a Archivo / Abrir como nueva capa y seleccione los siguientes dos archivos de malla. Esto importará los nuevos archivos de malla a capas separadas, similar a un programa de edición de imágenes. Haga clic en el icono de la capa para abrir la ventana de diálogo de capas que le permite ver, ocultar o bloquear cualquiera de las capas.

Paso 3: pegar las mallas

Ahora tendrá tres capas separadas, cada una con mallas que no están alineadas. Cierre el menú de diálogo de capas y haga clic en el icono Alinear para abrir la herramienta Alinear. Esta herramienta se utiliza para reposicionar las mallas separadas entre sí. Haga clic en el primer archivo de malla en el menú y elija Pegar malla aquí. Esto fijará la malla en una ubicación determinada y permitirá que las otras mallas se alineen con ella. A continuación, elija la segunda malla y haga clic en Pegado basado en puntos. Esta función utilizará 4 o más puntos seleccionados por el usuario para aproximar la alineación de la segunda malla en relación con la primera. Cuando se abre la ventana de alineación, se mostrará la primera malla pegada y la segunda malla, ambas con diferentes colores para ayudar en la selección de puntos. Gire ambos modelos y colóquelos de manera similar. Intente colocarlos en una posición que muestre tanta información superpuesta como sea posible. Luego, elija 4 o más puntos similares en cada malla. No tienen que ser exactos, pero deben ser lo más precisos posible. Después de seleccionar los puntos, haga clic en Aceptar. Si los puntos seleccionados estaban cerca, las dos mallas deberían alinearse automáticamente. Nuevamente, no serán exactos, pero deberían estar muy cerca. Si está satisfecho con la alineación, haga clic en el botón Procesar para alinearlos con mayor precisión y pegarlos en su lugar.

Paso 4: más pegado

Repite el mismo proceso para la tercera malla. Si por alguna razón la malla no se alineó con la precisión que le gustaría, haga clic en el botón Despegar malla y repita el proceso de pegado basado en puntos. Esta vez eligiendo diferentes puntos de la malla. Haga clic en el botón de proceso después de que la tercera malla esté alineada y guarde su nuevo archivo. Procesar las mallas después de pegar cada nueva malla en su lugar aumenta la precisión de la alineación. Esta técnica proporciona al software más datos para ayudar a determinar la ubicación adecuada. A medida que se alinean más y más mallas, el tiempo de procesamiento aumenta, pero la precisión mejorada vale la pena esperar. Sugiero guardar su trabajo como archivo de proyecto en esta etapa porque los archivos del proyecto cargan automáticamente cada capa en su archivo en lugar de tener que abrir manualmente cada archivo como una nueva capa de nuevo.

Paso 5: Consejos para la alineación

Los parámetros del parámetro ICP predeterminados le permiten ajustar cómo se alinea una malla con otra. Número de muestra: este es el número de muestras que extrae de cada malla para comparar con las otras mallas. No desea que este número sea demasiado grande. Una pequeña muestra normalmente funciona bien. 1, 000 a 5, 000 suele ser suficiente. Distancia de inicio mínima: ignora las muestras que se encuentran fuera de este rango. Normalmente, para un objeto alineado manualmente, desea que sea lo suficientemente grande como para abarcar el error de "selección de puntos". Un valor de 5 o 10 (en milímetros) suele ser un buen comienzo. Una vez que se completen las alineaciones iniciales, bájela a 1 mm para 'ajustar' la distancia objetivo; esto le indica al algoritmo cuándo detenerse. Esta es una función de su escáner y debe ser de aprox. igual (o ligeramente por debajo) del piso de error especificado. Un poco más pequeño y estás perdiendo el tiempo. También puede configurarlo más alto para alinear más rápido. Número máximo de iteraciones: relacionado con la distancia del objetivo, le indica cuándo detenerse independientemente de la configuración de la distancia del objetivo. Normalmente, el resto de los parámetros no es necesario. En resumen: para un escaneo alineado manualmente, realice una alineación aproximada y luego una alineación fina. Para un escaneo de alineación rotatoria, realice una alineación fina. Para una alineación aproximada, comience con un número de muestra pequeño, una gran distancia inicial y una gran distancia objetivo. Para una alineación fina, comience con un número de muestra más alto, una distancia inicial más pequeña y una distancia objetivo más pequeña. Además, ejecutar la alineación repetidamente a menudo servirá para ajustar la alineación.

Paso 6: aplanar las capas

Una vez que todos los archivos de malla se hayan alineado y procesado, haga clic en el icono de Capa para abrir el menú de diálogo de capas. Verifique dos veces para asegurarse de que todas las capas alineadas sean visibles. Luego vaya a Filtros / Gestión de capas y atributos / Aplanar capas visibles. Se abrirá una ventana emergente mostrando las diferentes opciones. Tiendo a dejar las opciones predeterminadas ya que he guardado con frecuencia y es fácil volver a una versión anterior. Haga clic en Aplicar. Esto aplanará todas las capas en una malla que luego se puede ejecutar a través de un filtro de suavizado. En este punto, si los datos de escaneo incluían información de color, Meshlab la eliminará de la nueva malla combinada.

Paso 7: Suavizado y Reconstrucción de Mallas

Para crear una malla suavizada, haga clic en Filtros / Remallado, simplificación y reconstrucción / Reconstrucción de Poisson. Se abrirá una ventana emergente con varias opciones. Las configuraciones que han brindado los mejores resultados hasta ahora a y Octree Depth - 11, Solver Divide - 7, Sample per Node - 1 y Surface offset - 1, pero es posible que diferentes configuraciones brinden mejores resultados. Haga clic en Aplicar y deje que el proceso siga su curso. Puede tomar un tiempo dependiendo de la velocidad de su computadora y el tamaño del archivo de malla. Una vez finalizado el proceso, haga clic en el icono de diálogo de capas y oculte el archivo de malla original. Si no lo hace, puede parecer que el proceso ha fallado. La nueva malla será hermética, lo que significa que no hay agujeros en la malla y se puede exportar para la creación rápida de prototipos. Meshlab es capaz de exportar la malla hermética a una variedad de formatos de archivo como. STL,. OBJ,. PLY,.3DS y. U3D entre otros. Esto lo convierte en una gran herramienta para convertir su malla a un formato que se puede importar a un programa de modelado 3D como 3D Studio Max, Silo 3D, Blender o para integrar su archivo en un archivo. PDF usando Adobe Acrobat 9.

Paso 8: exportar la malla

Meshlab es capaz de exportar la malla hermética a una variedad de formatos de archivo como. STL,. OBJ,. PLY,.3DS y. U3D entre otros. Esto lo convierte en una gran herramienta para convertir su malla en un formato que se puede importar a un programa de modelado 3D como 3D Studio Max, Rhino, Silo 3D, Blender o para integrar su archivo en un archivo. PDF usando Adobe Acrobat Professional 9. Simplemente vaya a Archivo / Guardar como y elija el formato de archivo apropiado en el menú desplegable. La importación de archivos nuevos varía según el software que esté utilizando, pero generalmente es un proceso simple.