带你认识3D打印如何建模

带你认识3D打印如何建模

如果想将手边的小饰物进行3D打印复制的话,手动建模难度大且比较耗时,网络下载可能又找不到合适的模型文件,此时最好的选择就是进行“3D扫描建模”。

所谓的“3D扫描建模”,指的是借助三维扫描仪来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质),然后将搜集到的数据进行三维重建计算,最终在计算机中创建与实际物体所对应的数字模型。三维扫描仪能够创建现实物体的几何表面“点云”(Point Cloud),数目众多的点可以通过插补来形成物体的表面形状(点动成线、线动成面),点云越密集,创建的模型就越精确。另外,三维扫描仪还能够获取现实物理的表面颜色信息值,从而在重建的数字模型表面上进行材质UV映射(Texture Mapping)——给模型“穿”上对应的材质贴图。目前常见的三维扫描仪视线范围均呈圆锥状,信息的搜集被限定于一定的角度扫描范.围内,因此需要变换三维扫描仪与实际物体的相对位置(手持式三维扫描仪),或者是将物体放置于电动转盘经多次的旋转扫描来将得到的多个片面模型“拼凑”出立体模型。

目前市场上的三维扫描仪产品比较丰富,但其工作原理及使用方法均大同小异,现以先临三维EinScan-SE为例进行说明。

1.组装设备和安装软件

首先将扫描头小心卡进托架(注意方向),扫描镜头要朝向转台位置,将螺丝拧紧固定好;接着将转台放入支架,注意其底部有个突起对位标记;然后支起标定板支架,放好标定板后再放置于转台的正中位置;连接好线路,一是转台与扫描头的连接线,二是扫描头与电脑的USB线,三是扫描仪的电源线。注意:工作间的光线强度不能过强,最好避免强烈阳光照射;另外,要保证三维扫描仪放置于水平桌面上,周围无杂物遮挡干扰。

轻触扫描头背部电源键开机,在电脑中进行随机自带软件的安装,成功后运行EinScan-S series_v2.7.0.6程序即可。

2.扫描前的预备动作:“标定”

首次运行扫描软件后必须要进行“标定”操作,否则无法进入正式的扫描模式。“标定”指的是扫描仪通过相机拍摄带有固定间距图案阵列的标定板,然后再经过标

定算法的计算来确定其物理尺寸及像素间的换算关系,降低镜头的畸变,使扫描图像与实物更接近,最终得出较为接近原型的几何模型。

软件会先提示选择设备类型,可根据自己的扫描仪进行确认(比如Ein-Scan-SE);点击“下一步”按钮进行在线激活,下载完许可证工具后再点击“下一步”按钮进入“选择工作模式”,保持默认的“标定”项再点击“下一步”按钮,准备开始进行标定操作。

此时要特别注意在标定采集信息过程中不要移动标定板,确保标定板放置平稳且正对扫描头,此时扫描仪的亮十字标志应该是对准标定板中心位置且保持清晰状态。第一次标定要按照提示要保持标定板的三个水平白色标定点在下、第四个白色标定点在上,点击“采集”按钮,转台会自动定时带动标定板旋转,开始第一组A标定信息的采集;结束后提示将标定板逆时针旋转90°,原来的三个水平白色标定点为竖直状态,点击“采集”按钮进行第二组B标定信息的采集;结束后再将标定板逆时针旋转90°,点击“采集”按钮进行第三组C标定信息的采集。

注意:标定操作不是每次进行扫描之前都必须要执行的,只有初次使用扫描仪、运输过程中发生过严重的震动以及扫描过程中出现“拼接错误”、“拼接失败”、“数据不完整”等现象时才进行。

3.调节白平衡

标定结束之后再次进入“选择工作模式”,选择“固定扫描”项,点击“下一步”按钮后选择“新建工程”,设置好文件保存路径及文件名(如桌面01.fix_Prj),点击“保存”按钮后选择“纹理选择”中的“纹理扫描”项,再点击“应用”按钮,软件会提示“是否要继续做白平衡测试?”,点击“是”按钮后再点击“开始白平衡”按钮进行白平衡测试调节,结束后进入“选择与物体明暗相近的设置”环节,根据实际情况选择“中”后点击“应用”按钮。

4.实物扫描过程

将待扫描的实物轻轻放置于转台的正中央位置(即之前进行标定的位置),勾选左侧的“使用转台”项并保持默认的扫描次数为“8”(否则进行的便是“单片扫描”);然后点击右侧的“开始扫描”按钮,软件就会提示“扫描中请勿移动物体和设备”,此时转台就会定时逆时针转动22.5°(旋转一圈扫描8次)进行扫描,界面上会同步出现扫描头所正视的实物画面,同时在左下角还会有“点数:694,057面片数:680,900”的数据信息;扫描结束后会在右下角出现绿色对号和红色叉号的选择提示,叉号表示删除当前扫描数据,一般情况下直接点击对号进行扫描数据的保存。