Сканирование

Кнопки на сканере и режимы съемки

3D-сканер может находиться в одном из следующих режимов съемки (каждому режиму соответствует определенный цвет и периодичность мигания светодиода на корпусе устройства, если используется Artec сканер):

Рис. 41 Диаграмма режимов съемки (цвета соответствуют цветам светодиодного индикатора сканера)

Неактивный — светодиодный индикатор постоянного зеленого цвета .

Этот режим обозначает, что сканер распознан приложением или что нажата кнопка Стоп на панели Съемка или кнопка на корпусе сканера (см. Рис. 17). В этом режиме вспышка 3D-сканера не мигает.

Предпросмотр — светодиод мигает красным светом .

В этом режиме 3D-сканер снимает изображения, но приложение не производит ни регистрации, ни записи снятых кадров. Чтобы запустить данный процесс, нажмите либо кнопку Предпросмотр на панели Съемка (см. Рис. 55), либо кнопку на корпусе сканера, либо клавишу F7 на клавиатуре компьютера. Этот режим полезен в следующих случаях:

1. Проверка поля видимости 3D-сканера

2. Определение наилучшего положения для объекта

3. Подготовка к записи и проработка процедуры сканирования

4. Регулировка яркости текстуры

Запись — светодиодный индикатор постоянного красного цвета

В этом режиме происходит сканирование с записью данных в оперативную память компьютера или на диск. Режим можно активировать нажатием кнопки Запись на панели Съемка, или клавиши Пробел на клавиатуре, или кнопки (первое нажатие для Предпросмотра, второе для Записи). Чтобы приостановить запись, нажмите либо кнопку Пауза на панели Съемка, либо кнопку на корпусе сканера, либо клавишу Пробел на клавиатуре.

Выбор и подготовка объектов для сканирования

3D-сканеры Artec используют метод структурированной подсветки для 3D-реконструкции. Поскольку 3D-кадры снимаются с использованием оптический технологии, некоторые типы объектов могут вызывать трудности при сканировании. Однако, определенные приемы позволяют успешно отсканировать такие объекты. Например, вы можете нанести тонкий слой краски или тальк на прозрачные или темные объекты. Также вы можете использовать другие легкоудаляемые материалы или специальный антибликовый спрей.

Таблица 1 Трудносканируемые поверхности

Характеристики поверхностей	Возможные решения
Черная или очень темная	Примените антибликовый спрей
Блестящие и отражающие объекты	Примените антибликовый спрей, наклоните сканер при съемке
Прозрачная (стекло, определенные виды пластика и т. д.)	Примените антибликовый спрей
Тонкие грани	Добавьте фоновую геометрию (напр., мятую бумагу)

Примечание

Если ваш сканер поддерживает HD-режим, вы можете снимать темные или блестящие поверхности с высоким разрешением в их исходном состоянии и без дополнительных усилий. Подробнее см. в HD сканирование и HD реконструкция.

Приемы сканирования

3D-сканеры Artec производят съемку объектов с частотой до 15 кадров в секунду, чтобы обеспечить перекрытие смежных областей кадров при плавном движении сканера. Для автоматического совмещения снятых кадров Artec Studio использует характерные особенности в областях перекрытия. Она выполняет эту задачу в режиме реального времени, обеспечивая пользователю немедленный доступ к кадрам в единой системе координат. Это дает возможность оценить отсканированную область после завершения сессии и определить, какие части объекта нуждаются в дополнительном сканировании.

Рис. 42 Ориентация сканера и восстановленные поверхности.

Рис. 43 Дальномер и раскраска по дистанции, отображающая поверхности, лежащие в пределах оптимального диапазона сканера Artec EVA.

Чтобы точно снять объект или сцену, выполните следующие шаги:

1. Обращайте больше внимания на объект на экране, чем на реальный объект.

2. Убедитесь, что Artec Studio может точно совмещать кадры со сканера. Для этого выполните следующие шаги:

   • Не перемещайте сканер слишком быстро

   • Держите объект как можно ближе к центру поля зрения

   • Сохраняйте такую ориентацию сканера, которая обеспечивает достаточное заполнение поля зрения поверхностями (Рис. 42)

   • Старайтесь располагать сканер так, чтобы большинство поверхностей в поле зрения были окрашены в зеленый, что соответствует центру дальномера 1 (Рис. 43)

3. Если вы сканируете объект в несколько сканов, то для успешного их совмещения не забудьте снять общий участок в каждом из них.

4. Если вы сканируете объект в один скан, снимите объект со всех сторон независимо от направления плюс немного больше (360+ градусов)

5. Избегайте сканирования объектов, которые могут изменить форму в процессе съемки. В условиях, когда сцена изменяется, система может не определить правильное положение новых кадров относительно уже совмещенных. Если посторонние объекты попали в кадр, то вы должны удалить их позже на этапе редактирования (см. Редактирование сканов).

6. Не записывайте слишком много кадров: убедитесь, что все участки достаточно отсканированы, но не снимайте их дважды, за исключением случаев записи областей перекрытия для успешного совмещения.

1

С технической точки зрения, центр дальномера — центр глубины видимости. 3D-сканер имеет ближнюю и дальнюю плоскости отсечения (Рис. 16), которые определяют оптимальное расстояние между устройством и сканируемым объектом. Для наглядной визуализации расстояния до сканируемого объекта в Artec Studio реализован инструмент Дальномер, который представляет собой набор полупрозрачных гистограмм, расположенных слева в окне 3D вида (см. Рис. 43). Каждая гистограмма отображает распределение точек получаемых поверхностей по расстоянию до сканера. Цвет соответствует группе поверхностей, из которого она получена: по умолчанию серый цвет используется для зарегистрированных ключевых кадров, темно-зеленый — для успешно зарегистрированного последнего кадра, а красный обозначает сбой регистрации.

Порядок действий при сканировании

Ins and Outs

• Artec Studio создает новый скан на панели Рабочая область в начале каждой сессии.

• Когда вы запускаете режим Предпросмотра, Artec Studio скрывает все загруженные сканы. Данный режим позволяет вам определить, как хорошо 3D-сканер «видит» объект и помочь определить участки, которые могут вызвать проблемы при сканировании. Чтобы запустить процесс съемки, нажмите кнопку Запись на панели Съемка или кнопку на корпусе устройства.

• Если вы используете 3D-сканер с текстурной камерой, Artec Studio активирует текстурную вспышку и будет снимать цветные изображения, которые в дальнейшем будут использоваться для текстурирования полученной 3D-модели.

1. Подготовьте объект и убедитесь, что он имеет достаточно геометрических и текстурных деталей (см. Выбор и подготовка объектов для сканирования).

2. Создайте равномерное освещение без прямых солнечных лучей.

3. Если к компьютеру подключен только один сканер, то Artec Studio выберет его автоматически; в противном случае вам будет нужно выбрать необходимый прибор из списка в разделе Дополнительно панели Съемка.

4. Если выбранный вами 3D-сканер поддерживает HD-режим (например, Artec EVA) и вы хотите получить отсканированное изображение в разрешении высокой четкости, вам необходимо включить HD-режим (см. Включение HD-режима).

5. Перед началом работы создайте новый проект: выберите команду меню Файл |rarr| Новый проект или используйте комбинацию клавиш Ctrl+N.

6. Определитесь с количеством сессий, необходимым для съемки всего объекта. Используя специальный вращающийся стол (сторонних производителей), вы можете избавиться от необходимости поворачивать объект руками. В зависимости от вашего выбора, вы можете:

   • Поворачивать сам объект

   • Расположиться так, чтобы иметь доступ ко всем участкам

   • Использовать вращающийся стол

7. Нажмите Предпросмотр или на сканере. Направьте сканер на объект, поупражняйтесь в движениях вокруг объекта, принимая во внимание Приемы сканирования.

   Примечание

   Если вы отметили опцию Включить автоматическое удаление опоры (по умолчанию она отключена), то сначала направьте сканер на поверхность, которая поддерживает объект.

8. Нажмите Запись, чтобы начать съемку.

9. Плавно перемещайте сканер, наблюдая процесс в окне 3D вида.

10. Отснимите все, что можете, и приостановите или завершите запись нажатием на клавиши Пауза или Стоп, соответственно. Выберите Стоп, если вам нужно скорректировать положение объекта (см. следующий шаг).

11. Поверните объект или, если необходимо, подготовьте его иным способом, а затем отсканируйте оставшиеся участки.

12. Как только вы успешно отсняли объект со всех сторон, нажмите кнопку Стоп или на корпусе сканера.

HD сканирование и HD реконструкция

В то время как все сканеры Artec могут сканировать 3D-объекты в разрешении стандартной четкости (SD), Artec EVA и Artec Leo также поддерживают HD-режим – технологию сканирования на базе искусственного интеллекта для получения сверхчетких, чистых и детализированных изображений.

Ключевые преимущества HD-режима:

• Сканирование с высоким разрешением, до 0.2 мм.

• Широкий спектр объектов, которые могут быть отсканированы безукоризненно и с высокой детализацией: от небольших сложных деталей, таких как ручки клапанов, до больших участков с мелкими деталями, таких как автомобильные двигатели.

• Отсутствие шума в сырых данных, что в результате ведет к более чистым данным после обработки и экономии времени построения окончательной 3D-модели.

• Возможность снимать темные или блестящие поверхности в высоком разрешении в их первоначальном состоянии без дополнительных усилий.

Чтобы получить HD скан из данных, отснятых в HD-режиме, Artec Studio предоставляет специальный алгоритм обработки HD-данных – HD реконструкцию. Этот алгоритм генерирует большие кадры высокой четкости с большим количеством деталей, чтобы предоставить вам полную геометрию поверхности.

В целом HD реконструкция – трудоемкая и ресурсоемкая операция. Для нее необходимы:

• Мощная видеокарта Nvidia.

• Достаточно большой объем оперативной памяти (RAM).

Однако вы можете оптимизировать HD реконструкцию, правильно подобрав ее основные параметры:

• Плотность HD-данных, которая определяет количество полигонов на кадр, используемых для обработки данных,

• Частоту HD-кадров, которая определяет долю снятых HD-кадров, которые будут использоваться для HD реконструкции.

Подробнее см. Включение HD-режима.

Важно

Чтобы получить HD скан с помощью вашего 3D-сканера, HD-режим должен быть включен заранее, перед сканированием или импортом HD-данных.

Чтобы узнать больше о HD сканировании и HD реконструкции с помощью Artec EVA, см. Особенности сканирования с помощью Eva.

Установка HD-режима для Artec Leo описана в Руководстве по Artec Leo. Для получения информации об импорте HD-данных из Artec Leo, см. Открытие проекта с Leo.

Режимы позиционирования

Ins and Outs

• Artec Studio все равно записывает текстуру в режиме Геометрия, если сканер имеет текстурную камеру

• Осуществлять последовательное сканирование в режиме гибридного позиционирования легче с опцией Сканирование с автовыравниванием.

Программа предлагает три режима позиционирования (отслеживание траекторий) и одну опцию:

Геометрия + Текстура, или гибридный

Наиболее оптимальный (и стандартный) алгоритм для 3D-сканеров с текстурной камерой. Наряду с геометрической информацией объекта алгоритмом используются текстурные детали со снимков, полученных с текстурной камеры. Благодаря этому при использовании данного режима наиболее вероятно успешное сканирование плоских или бестекстурных объектов. Единственно возможный недостаток алгоритма сводится к большему по сравнению с другими алгоритмами потреблению ресурсов процессора, в связи с этим возможно падение скорости сканирования на недостаточно мощных компьютерах. Вы можете использовать данный режим со сканерами Artec MHT, Artec EVA, Artec Spider и сторонними 3D-сенсорами.

Рис. 44 Текстурный метод позиционирования отрисовывает цветной объект (текущее поле видимости обведено зеленым)

Геометрия

Стандартный режим для всех 3D-сканеров, в которых отсутствует текстурная камера (Artec EVA Lite). Метод позиционирования использует геометрию объекта для выравнивания снятых кадров, что делает его подходящим для объектов с богатой геометрией и бесполезным для объектов с большими плоскими, сферическими или цилиндрическими частями. Алгоритм позиционирования Геометрия использует наименьшее количество ресурсов процессора по сравнению с другими алгоритмами.

Рис. 45 Главное окно во время съемки с использованием метода позиционирования «Геометрия».

Метки

Специальный алгоритм для сканирования объектов со специальными метками, наклеенными на их поверхности.

Фьюжн в реальном времени (опция)

Доступная и для 3D-сканеров Artec, и для сторонних 3D-сенсоров, эта опция «склеивает» результаты непосредственно после сканирования.

См.также

Настройка параметров сканирования

Удаление опоры, или опорной поверхности

Ins and Outs

• Удаление опоры доступно для всех режимов позиционирования.

• Если вы нажмете Стоп или , вам придется заново указать опорную поверхность.

• Если сцена не изменилась, вы также можете использовать опцию Совмещать новые сканы с отмеченными в Рабочей области. В этом случае приложение не будет предлагать указать опору.

• Если опора успешно определена, она все время будет отрисовываться в режиме Запись.

Зачастую когда вы снимаете объект, вы можете исключить из скана его опорную поверхность. Опция Удаление опоры служит этой цели. Чтобы применить эту опцию, сначала укажите поверхность, на которой располагается объект, а затем отсканируйте сам объект. Если данный сценарий не подходит вам, снимите флажок Включить автоматическое удаление опоры.

1. Откройте панель Съемка.

2. Отметьте опцию Включить автоматическое удаление опоры (по умолчанию она отключена).

3. Нажмите Предпросмотр и направьте сканер на поверхность, которая поддерживает объект (напр., стол или пол). Появится серая каркасная плоскость, обозначающая опору.

4. Как только приложение определит опору, появится сообщение «Теперь сканируйте объект».

   Важно

   Если даже Artec Studio не удастся определить опорную поверхность, вы все равно можете начать запись.

5. Нажмите Запись () и затем направьте сканер на объект.

6. Отсканируйте объект свободно. Вы можете приостанавливать и возобновлять сессию по мере необходимости.

7. Нажмите кнопку Стоп, все сканы переместятся в координатную систему с осью Z, расположенной нормалью к опоре.

8. Закройте панель Съемка. Алгоритм Удаление опоры отрежет ранее обнаруженную опорную поверхность. Если нет, то удалите ее вручную.

Рис. 46 Сканирование с опцией Включить автоматическое удаление опоры.

Возобновление сканирования после прерывания отслеживания траекторий

Artec Studio записывает смежные кадры на основе данных о характерных элементах на общей поверхности. Если сканер перестанет узнавать общие характерные элементы, то он приостановит запись. Эта ситуация называется прерыванием отслеживания траекторий. Если это случилось, просто направьте сканер на недавно отсканированный участок. Стоит отметить, что здесь есть нюансы, которые мы рассмотрим ниже.

В разделе Таблица 2 приведено несколько причин прерванного отслеживания траектории. Наиболее частой причиной является слишком быстрое перемещение сканера.

Таблица 2 Причины прерванного отслеживания траекторий.

Причина	Возможные решения
Слишком быстрое перемещение сканера	Перемещайте сканер медленнее или увеличьте Скорость сканирования
Сканер «видит» слишком мало поверхностей	Нанесите антибликовый спрей или направьте сканер на бо́льшую часть объекта; увеличьте Чувствительность Artec Spider
У объекта недостаточно характерных элементов для успешного отслеживания траекторий	Приклейте малярный скотч или нарисуйте маркеры на окружающих поверхностях и/или перемещайте сканер медленнее.

Рис. 47 Предупреждение: отслеживание траекторий прервано.

Опция Сканирование с автовыравниванием может облегчить процесс возобновления отслеживания траекторий (эта опция включена по умолчанию в настройках приложения). Примите во внимание следующее:

• Artec Studio практически мгновенно переключается из режима Отслеживание траекторий прервано (см. Рис. 47) в Поиск положения, сообщение о котором появляется на зеленом фоне.

• Для продолжения сканирования направьте сканер на уже отсканированный участок.

  • Старайтесь сохранять исходную ориентацию сканера по направлению к этому участку

  • Это необязательно должен быть самый последний скан, но он должен иметь достаточное количество текстурных элементов.

• Если приложение успешно восстановит отслеживание траекторий, запись начнется в новый скан. Все сканы будут сгруппированы.

Рис. 48 Панель Рабочая область после возобновления отслеживания траектории.

В разделе Сканирование с автовыравниванием описано поведение системы в случае, когда опция выключена.

Совмещать новые сканы с отмеченными в Рабочей области

Автовыравнивание может ускорить или упростить дальнейшую обработку. Но если у вас есть проект со сканами, снятыми методом позиционирования Геометрия + Текстура, и настоящая сцена не изменилась, вы можете сразу же продолжить сканирование:

1. Убедитесь, что опция Сканирование с автовыравниванием включена (Вкл) в Настройках (см. Съёмка).

2. Отметьте ранее отснятые сканы значком на панели Рабочая область.

3. Выберите Геометрия + Текстура и установите флажок Совмещать новые сканы с отмеченными в Рабочей области на панели Съемка.

4. Нажмите Предпросмотр, направьте сканер на уже отсканированный участок с текстурой, сохраняя при этом исходную ориентацию устройства, затем нажмите кнопку Запись.

5. Если отслеживание траекторий успешно возобновится, то Artec Studio совместит новый скан с выбранными.

Сканирование с выполнением фьюжн в реальном времени

Фьюжн в реальном времени — специальный режим, в котором Artec Studio строит 3D-модель непосредственно во время сканирования. Это самый простой и быстрый способ получить модель, однако, он не может полностью заменить обычную последовательность операций обработки сырых сканов после их съемки. Поэтому не рекомендуется использовать Фьюжн в реальном времени в следующих случаях:

• Сцена сканирования большая и объем видеопамяти ограничен

• Объекты сложной формы, которые невозможно отсканировать за одну сессию

• У объекта есть мелкие геометрические элементы

• Требуется высокая точность

Рис. 49 Пример модели при использовании фьюжн в реальном времени.

Фьюжн в реальном времени доступен для всех методов позиционирования.

1. Откройте панель Съемка.

2. Выберите необходимый метод позиционирования.

3. Установите флажок Фьюжн в реальном времени 2.

4. Нажмите Предпросмотр, а затем Запись. Соблюдайте рекомендации, приведенные в разделе Порядок действий при сканировании.

5. Приостановите и возобновите сессию по мере необходимости.

6. Когда вы завершите сканирование, на панели Рабочая область появится один или несколько сырых сканов Spider Scan1, Spider Scan2, Spider Scan3 и т. д., а также одна модель с названием Eva Scan1-Fusion. Количество сырых сканов соответствует тому, сколько раз вы приостанавливали и возобновляли сканирование (см. Рис. 50).

Рис. 50 Панель Рабочая область после использования Фьюжн в реальном времени.

Вы можете открыть окно Настройки и в разделе Ресурсы настроить следующие параметры Фьюжн в реальном времени (см. Настройки фьюжн в реальном времени):

Размер вокселя

3D-разрешение модели (другими словами, размер шага триангуляционной сетки в миллиметрах.) Чем меньше значение, тем больше геометрических деталей вы можете увидеть и запечатлеть в 3D.

2

Если вы выбрали режим Метки и сняли флажок Отключить гибридный метод позиционирования для .obc в настройках (см. раздел Настройки фотограмметрии), Artec Studio также снимет флажок Фьюжн в реальном времени, потому что такая комбинация опций не поддерживается.

Сканирование с помощью меток

В общем случае для съемки сканером Artec не требуется никакого специального оборудования. Если объект имеет трудносканируемые участки, использование меток (метки) может быть полезно. В некоторых случаях они могут улучшить процесс отслеживания траекторий и последующую регистрацию.

Размещение меток

Независимо от выбранного метода, вы должны разместить на объекте хотя бы некодированные метки.

Наклейте некодированные метки (Рис. 51) на объект, руководствуясь следующими правилами:

• Старайтесь размещать их на плоских участках

• Избегайте неровных поверхностей

• Не закрывайте маркерами важные геометрические элементы

Рис. 51 Некодированные метки на объекте.

Примечание

Размер меток задается в Настройках Artec Studio, как описано в параграфе Настройки фотограмметрии. Если вы используете некодированные маркеры из набора Scan Reference, укажите 5 мм для внутреннего диаметра и 10 мм для внешнего. Метки других производителей следует измерить и внести измеренные значения внешнего и внутреннего диаметров в соответствующие поля диалога настроек.

Разместите кодированные метки, если выбрали фотограмметрию (Использование набора для фотограмметрии (Scan Reference)).

1. Подготовьте объект и окружающую сцену. Все объекты должны оставаться неподвижными во время измерения и сканирования.

2. Разместите крест (Рис. 53) на сцене, убедитесь, что он неподвижно закреплен и хорошо виден со всех ракурсов. Также проверьте, что все метки на нем хорошо видны.

3. Разместите кодированные метки на объекте и на сцене. Важно распределять их в таком порядке, чтобы в каждом фотокадре было видно как минимум шесть-восемь меток. Размещение вразброс предпочтительнее, также избегайте симметрии и выравнивания по прямой.

Рис. 52 Кодированные метки.

Использование только 3D-сканеров Artec

Вам необязательно иметь набор для фотограмметрии, чтобы извлечь пользу из меток, размещенных на сканируемом объекте. 3D-сканеры Artec могут выполнить всю работу. Этот режим использует экстрагибридный (Геометрия + Текстура + Метки) метод позиционирования и не требует загрузки файла OBC.

1. Откройте панель Съемка в Artec Studio. Выберите Метки под заголовком Метод позиционирования.

2. Отсканируйте объект со всех сторон.

3. Запустите Глобальную регистрацию.

Примечание

Поскольку вы сканируете без загрузки файла OBC, приложение само регистрирует координаты меток. Затем вы можете сохранить файл OBC и использовать его для последующих сессий сканирования. Настоятельно рекомендуется сначала запустить Глобальную регистрацию.

Использование набора для фотограмметрии (Scan Reference)

Совместное использование специальных позиционных меток (метки) и результатов фотограмметрических измерений позволяет вам сканировать большие области за один раз, увеличить точность получаемых поверхностей и увеличить производительность за счет сокращения времени постобработки. Единственным недостатком данного метода является необходимость предварительной подготовки. Зато после сканирования вам не нужно будет собирать отсканированные поверхности, и вы сможете сразу перейти к Фьюжн (см. порядок обработки в Коротко о 3D-сканировании).

Такой синергетический эффект достигается благодаря использованию 3D-сканера Artec и решений для фотограмметрии. На рынке представлено несколько сторонних решений для фотограмметрии. Одним из таких решений является Scan Reference. Набор Scan Reference включает программное и аппаратное обеспечение (см. Рис. 53): цифровой фотоаппарат, эталонный масштабный крест, некодированные метки на клеевой основе (используются приложением Artec Studio для сопоставления отсканированных данных с результатами фотограмметрических измерений) и многоразовые магнитные кодированные метки (необходимы для автоматического выполнения фотограмметрических измерений в программе Scan Reference).

Рис. 53 Набор Scan Reference

Набор включает (слева направо): кодированные метки (на переднем плане), цифровой фотоаппарат, эталонный масштабный крест, катушка ленты с некодированными метками, кейс для транспортировки.

Чтобы выполнить сканирование с использованием меток, следуйте инструкциям ниже:

1. Снимите несколько фотографий объекта с разных ракурсов. Рекомендации по настройке фотокамеры, выбору ракурсов, количеству снимков и меток в каждом кадре можно найти в руководстве пользователя Scan Reference и статье FAQ. Общие рекомендации следующие:

   1. Снимайте фотографии с расстояния 0,5–1,5 метра с включенной вспышкой

   2. Каждая фотография должна включать как можно больше меток и каждая метка должна присутствовать как минимум на десяти фотографиях

   3. Крест целиком должен быть запечатлен на первых 10–12 фотографиях

   4. Снимите объект со всех ракурсов

2. Уберите крест и кодированные метки со сцены.

3. Подключите фотоаппарат к компьютеру, скопируйте фотографии и обработайте их в программе Scan Reference. Как только вычисления будут завершены, на экране отобразятся результаты фотограмметрических измерений объекта. Результаты могут быть представлены в виде таблицы или пространственной модели.

4. Сохраните точечную модель в *.obc файл. Этот формат является стандартным для программы.

5. Откройте панель Съемка в Artec Studio. Выберите Метки под заголовком Метод позиционирования.

6. Нажмите кнопку Загрузить метки из файла и укажите путь к OBC файлу.

7. Отсканируйте объект. Когда вы закончите, программа соберет все сканы.

Важно

Если вы не хотите, чтобы текстурные и геометрические характерные элементы облегчали сканирование по меткам, установите флажок Отключить гибридный метод позиционирования для .obc (Настройки фотограмметрии).

Использование определенных типов сканеров

Особенности сканирования с помощью Spider

Поскольку Artec Spider имеет меньшее по сравнению с Artec EVA поле зрения и обеспечивает более высокую точность, сканирование с его использованием может представлять трудности. Следуйте рекомендациям, приведенным в разделе Приемы сканирования, а также советам ниже:

• Используйте вращающийся стол по возможности

• Используйте кусок бумаги с текстом в качестве искусственной текстуры

• Перепроверьте, что объекты не изменили свою форму и положение

• В некоторых случаях попробуйте подрегулировать чувствительность (см. Чуствительность). Избегайте крайних значений.

Сканер Artec Spider рекомендуется использовать, после того как он достигнет своей рабочей температуры. Сразу после подключения к компьютеру или к электросети сканер начинает нагреваться. Если открыть панель Съемка, на ней помимо прочей информации отобразятся данные о текущей и оптимальной температурах устройства. Прогрев идет быстрее, когда Artec Spider находится в режиме Предпросмотр. В этом случае на панели Съемка отображается и расчетное время, оставшееся до достижения сканером оптимальной температуры.

Примечание

Стоит отметить, что Artec Spider можно использовать и при температуре ниже оптимальной, но точность получаемых поверхностей в этом случае может оказаться ниже.

Особенности сканирования с помощью сторонних 3D-сенсоров

Важно

Поддержка сторонних 3D-сенсоров доступна только в редакции Artec Studio Ultimate 13 и старше.

Сторонние 3D-сенсоры не предназначены для выполнения 3D-сканирования. Будучи универсальными устройствами, произведенными с использованием дешевых компонентов, они позволяют сканировать объекты, но качество отснятых поверхностей и текстуры гораздо хуже, чем в случае использования профессиональных 3D-сканеров Artec (см. Рис. 54).

При сканировании сторонними 3D-сенсорами имейте в виду следующее:

Обеспечение хорошего освещения крайне важно

поскольку ни один из 3D-сенсоров не имеет встроенной вспышки. Кроме этого, использование данных устройств исключает возможность настройки яркости снимаемой текстуры. Поэтому хорошее освещение так критично для получения модели приемлемого качества. Не стоит чрезмерно освещать объект, использовать направленные источники света и люминесцентные лампы. Intel RealSense R200 особенно чувствителен к прямому солнечному свету.

При работе с сенсорами PrimeSense и Asus Xtion

применяйте специальную технику, призванную помочь вам снимать поверхности с равномерной яркостью:

1. Нажмите кнопку Предпросмотр

2. Направьте сенсор на объект и держите его порядка пяти секунд, пока он настроит баланс белого и экспозицию

3. Нажмите кнопку Запись

4. Плавно перемещайте сканер, чтобы снять сцену

5. Во время сканирования держите сенсор как можно ближе к объекту

Большинство сторонних устройств работают в режиме Фьюжн в реальном времени

за исключением Kinect вер. 2. Более того, этот режим является стандартным для 3D-сенсоров Intel RealSense.

Рис. 54 Снятый и обработанный объект

(скан Artec EVA слева и PrimeSense справа)

Особенности сканирования с помощью MHT

Лампа-вспышка в сканере Artec MHT имеет очень большое, но все же ограниченное число циклов работы, поэтому всегда проверяйте, что выключили сканер, когда он не используется. Не оставляйте сканер включенным в режиме максимальной (15 кадров в секунду) частоты съемки на длительное время. Artec Studio автоматически выключит сканер Artec MHT после пяти минут непрерывной работы. Оптимальный режим работы/простоя сканера составляет 3/7 минут, то есть 3 минуты сканирования и 7 минут простоя. Это позволит значительно увеличить жизненный цикл вспышки.

Особенности сканирования с помощью Eva

Чтобы получить скан высокого разрешения с помощью сканера Artec EVA, до начала сканирования необходимо включить HD-режим. Узнайте, как это сделать, в разделе Включение HD-режима.

После того, как HD-режим включен, выполняйте сканирование как обычно.

Когда вы закончите сканирование, произойдет следующее:

1. В панели Рабочая область появятся два новых объекта: обычное сканирование с разрешением SD и объект типа Raw data scan. Последний можно определить по его иконке (). Используя полученный объект Raw data scan, вы можете в любой момент запустить реконструкцию HD скана (подробнее см. в Реконструкция HD сканов из сохраненных сырых HD-данных).

2. Если перед сканированием был поставлен флажок Запустить HD реконструкцию после сканирования, то автоматически начнется HD-реконструкция. В Строке состояния отобразится соответствующий индикатор выполнения.

3. Когда HD реконструкция будет завершена, в панели Рабочая область в дополнение к обычному SD скану появится HD скан. Его имя будет содержать буквы «HD», например: Eva HD Scan 1.

Настройка параметров сканирования

Рис. 55 Панель Съемка: раздел Дополнительно в свернутом (слева) и развернутом виде (справа).

Включение HD-режима

Если сканер, подключенный к вашему компьютеру, поддерживает HD-режим (как например Artec EVA), для его включения установите флажок Снять сырые HD данные. Дополнительно вы можете включить опцию Запустить HD реконструкцию после сканирования. Ниже описаны особенности каждой из этих опций.

Съемка сырых HD-данных

Если вы выберете опцию Снять сырые HD данные в панели Съемка и начнете сканирование, то ваш сканер будет переведен в HD-режим и в результате сканирования будет получен обычный скан SD разрешения плюс сырые HD-данные. Если флажок Запустить HD реконструкцию после сканирования не был также установлен, то HD реконструкция после сканирования запущена не будет.

Сохранение сырых HD-данных очень удобно в случаях, когда, например, ваш сканер подключен к ноутбуку, производительность которого недостаточна для выполнения HD реконструкции, или вы ограничены во времени и у вас нет возможности дожидаться завершения реконструкции. В этом случае вы можете ограничиться только съемкой сырых HD-данных и сохранить текущий проект вместе с этими данными. Затем вы можете перенести данный проект на более мощный компьютер и выполнить HD реконструкцию в удобное для вас время. Узнайте, как это сделать, в Реконструкция HD сканов из сохраненных сырых HD-данных.

Запуск HD реконструкции после сканирования

Если установлен флажок Запустить HD реконструкцию после сканирования, то HD реконструкция начнется автоматически, как только сканирование будет завершено. Поэтому перед началом сканирования необходимо настроить параметры HD реконструкции: Плотность HD-данных и Частоту HD-кадров. Используйте для этого одноименные ползунки.

Плотность HD-данных определяет количество полигонов на кадр, которое используется для реконструкции отсканированных поверхностей по сырым HD-данным.

Плотность HD-данных варьируется в диапазоне от 1× до 36×. При значении 1× количество полигонов имеет тот же порядок, что и для SD-разрешения. Однако поверхности, восстановленные по HD-данным плотности 1×, чище, чем поверхности, основанные на SD-данных. Плотность 36× соответствует ~ 3 миллионам полигонов на кадр. Значение по умолчанию для плотности HD-данных равно 4×.

Увеличение Плотности HD-данных приводит к более высокой степени разрешения, покрытия и детализации, но требует больше памяти и времени для HD реконструкции.

Частота HD-кадров определяет, какую часть снятых HD-кадров вы собираетесь использовать для HD реконструкции. Если, например, вы выберете 1/3, то только каждый третий снятый HD-кадр будет использован для построения HD скана. Чем меньше HD-кадров вы используете, тем меньше полигонов будет иметь результирующий скан (т. е. для него потребуется меньше памяти) и тем меньше процессорного времени займет обработка данных. С другой стороны, возрастает вероятность того, что часть отсканированной поверхности будет потеряна и, как результат, в HD скане будут дыры.

При сканировании сложных объектов или высокой скорости сканирования рекомендуется использовать высокие значения Частоты кадров HD: от 1/3 до 1.

Важно

HD реконструкция – ресурсоемкая операция, требующая больших затрат времени CPU. На медленных компьютерах она может занимать до нескольких часов. Если Artec Studio оценит ресурсы вашего компьютера как недостаточные для выбранных значений Плотности HD-данных и Частоты HD-кадров, то отобразится соответствующее предупреждение. Для получения информации о требованиях к ресурсам см. раздел Использование HD-режима в Системные требования.

Чтобы узнать о дополнительных параметрах настройки HD реконструкции, см. HD-реконструкция в разделе Настройки.

См.также

HD сканирование и HD реконструкция

Отключение раскраски по дистанции

Опция Показывать раскраску по дистанции (Рис. 43) подсвечивает восстановленные поверхности в поле зрения на основании рабочего диапазона конкретного сканера.

Красный	Поверхности, расположенные слишком близко к объекту.
Оранжевый, зеленый	Соответствует середине диапазона. Зеленый представляет оптимальную дистанцию.
Синий	Поверхности находятся слишком далеко от сканера и почти исчезают.
Нет цвета	Поверхность не записывается.

В некоторых случаях вам может потребоваться наблюдать, насколько хорошо записывается текстура. Тогда окажется полезным отключение этой функции. Для этого снимите флажок Показывать раскраску по дистанции на панели Съемка.

Настройка яркости текстуры

Примечание

Эта опция доступна только для 3D-сканеров Artec со встроенной текстурной камерой.

Яркость текстуры можно настроить в режиме Предпросмотр. Перемещая ползунок, вы можете увеличить или уменьшить яркость кадров, снимаемых цветной камерой (см. Рис. 56). Обратите внимание, что яркость текстуры влияет на качество текстуры, а также на стабильность отслеживания траекторий. Также следуйте рекомендациям, приведенным на Таблица 3.

Таблица 3 Регулировка яркости текстуры.

Цвет поверхности	Рекомендация
Темный или черный	Увеличьте яркость
Белый или светлых тонов	Уменьшите яркость

Рис. 56 Регулировка Яркости текстуры при Предпросмотре.

Предотвращение пересвета

Artec Studio имеет защиту от пересвета. Если установлен флажок Автонастройка яркости и указанное значение Яркости текстуры вызывает пересвет текстуры, приложение автоматически уменьшит яркость, чтобы избежать повреждения текстуры.

Чуствительность

Вы можете подрегулировать Чувствительность сканера Artec Spider, если приложению не удается восстановить определенные поверхности. Увеличение чувствительности позволит сканеру легче снимать черные, отражающие, полупрозрачные и тонкие объекты (такие, как человеческие волосы). Чем выше чувствительность, тем более шумными будут записываемые поверхности. Высокие значения могут также снизить скорость сканирования. Для Eva и других сканеров Artec, эта опция настраивается автоматически.

Частота съемки текстурных кадров

По умолчанию для Частоты текстурных кадров выбрано значение Автоматически. В этом режиме Artec Studio не захватывает текстуру для каждого кадра. Чтобы установить частоту захвата текстурных кадров вручную, выполните следующие действия:

1. Установите переключатель на значение Один на … кадров (см. Рис. 55, справа).

2. С помощью счетчика укажите желаемую частоту: n.

После этого текстура будет захватываться для каждого n-го кадра.

Выключение вспышки сканера

Если в силу обстоятельств вы не можете использовать вспышку сканера, выполните следующие действия.

Рис. 57 Влияние внешнего освещения на результаты съемки.

Слева: вспышка выключена, внешнее освещение довольно слабое; результат — темная текстура. Справа: вспышка выключена, внешнее освещенние улучшено; результат — хорошая текстура.

Стоит отметить, что выключение вспышки должно быть компенсировано достаточным внешним освещением. По нашим данными, с выключенной вспышкой текстуру приемлемого качества можно получить, если освещенность сканируемой поверхности составляет не менее 1000 люксов. Сравните модели (Рис. 57), снятые при различных условиях освещения.

Для получения текстурированной модели без использования вспышки сканера выполните следующие шаги:

1. Откройте панель Съемка, нажмите на ссылку Дополнительно

2. Выключите текстурную вспышку, установив флажок Выключить вспышку

3. Создайте хорошее внешнее освещение. Не используйте люминесцентные лампы.

4. Нажмите Предпросмотр и направьте сканер на объект

5. Настройте Яркость текстуры и Время экспозиции для текстуры. В большинстве случаев значения следует выбирать максимально маленькие, поскольку увеличение яркости может вызвать появление текстурного шума, а увеличение времени экспозиции — ее размытие (потерю четкости). Вместо регулировки ползунков попробуйте еще больше улучшить освещение.

6. Снимите сцену

7. Чтобы получить текстурированную модель, выполните требуемую обработку, как описано в Обработка данных

8. Настройте параметры текстуры для получившийся модели, как написано в Корректировка текстуры. Особое внимание следует уделить ползункам Оттенок и Насыщенность. Перемещая ползунок Оттенок, вы можете исправить нежелательные цвета текстуры.

Настройка времени экспозиции

Вы можете настроить время экспозиции для текстуры в режиме Предпросмотр. Настраивайте этот параметр вместе с Яркостью текстуры. Увеличение времени экспозиции может вызвать размытие текстуры. Не изменяйте стандартное значение без необходимости.

Выключение записи текстур

Снимите флажок Не снимать текстуру, если вы не хотите сохранять текстурную информацию в ваших сканах. Он располагается на панели в разделе Дополнительно и выключает как текстурную камеру, так и вспышку сканера. Заметьте, что эта опция недоступна для сканера Artec EVA Lite. Не забывайте установить флажок по завершению съемки без текстуры. Иначе в следующий раз, когда вы захотите начать обычную съемку, режим гибридного метода позиционирования может оказаться недоступным.

Важно

Простого использования метода позиционирования Геометрия недостаточно для того, чтобы приложение не записывало текстуру. Убедитесь, что вы сняли одноименный флажок.

Уменьшение скорости сканирования

Artec EVA производит съемку объектов с частотой до 15 кадров в секунду, в то время как Artec Spider — до 7,5. Стандартные значения гарантируют комфортное сканирование с плавными движениями. Однако, если вам не походит такая скорость, вы можете уменьшить ее. В этом случае Artec Studio будет записывать меньше одинаковых кадров и регистрировать их быстрее. Для этого используйте ползунок Скорость сканирования на панели Съемка.

Важно

Уменьшение скорости сканирования может затруднить съемку. Применяйте ползунок только в случае реальной необходимости.

Ограничение количества кадров в сканах

Обработка слишком больших сканов может быть проблематичной. Для того чтобы Artec Studio не создавала сканов с излишним количеством кадров, используйте параметр Максимальное количество кадров в скане. Значение по умолчанию: 2000 кадров в каждом скане.

Дополнительные настройки

Названия сканов и начальный порядковый номер

Вы можете изменять названия сканов и их начальные порядковые номера путем ввода своих значений в поля Имя скана и Начать с, а также меняя состояние флажка Добавлять тип сканера в префикс. Из этих значений формируется название скана на панели Рабочая область (см. Рис. 58, слева). Так, стандартные значения Eva Scan and 1 можно изменить, например, на Снимок и 14.

Сохранение сканов на диск

Включить режим съемки с одновременной записью отсканированных данных на диск посредством установки флажка Сохранять сканы напрямую на диск. Опция доступна только в случае, если вы работаете с уже сохраненным проектом (см. Сохранение проекта), и может быть полезна при съемке большого количества данных на компьютере с недостаточным объемом оперативной памяти.

Задержка перед началом записи

Укажите необходимую задержку (в секундах) с помощью параметра Задержка перед началом записи в разделе Дополнительно панели Съемка. Тогда после нажатия на кнопку Запись начнется обратный отсчет. Чтобы убрать задержку, установите значение, равное нулю.

Границы рабочей зоны

Вы можете уменьшить заданные Границы рабочей зоны с помощью параметров Ближняя (мм) и Дальняя (мм) на панели Съемка в разделе Дополнительно. Здесь вы можете только уменьшить диапазон в пределах заданных границ.

Задайте диапазон сканирования

По умолчанию Artec Studio известны значения минимальной и максимальной границ рабочего диапазона расстояний, в пределах которого следует располагать плоскости отсечения. Данные значения привязаны к типу подключенного устройства и обеспечивают хорошее качество сканируемых 3D-данных. Если точность сканирования второстепенна, вы можете вручную переопределить границы глубины, что позволяет проводить съемку объектов с помощью сканера Artec L или 3D-сканеров других производителей на расстоянии более близком или дальнем, чем рекомендуемое. Для этого в диалоге Настройки панели Съемка следует включить флаг Переопределить диапазон глубин, после чего ввести новые границы диапазона сканирования (подробнее о настройках съемки см. в разделе Съёмка).

Предупреждение

Нестандартные значения рабочего диапазона сканера могут привести к потере точности.

Сокрытие панели Съемка во время сканирования

Чтобы увеличить окно просмотра во время сканирования, программа автоматически закрывает панель Съемка, как только вы начинаете запись, используя сканер Artec EVA или Artec Spider. Флажок Скрывать эту панель во время сканирования располагается в разделе Дополнительно и снят по умолчанию.

Мастер компенсации температур

Для обеспечения метрологической точности при использовании сканера Eva запустите температурную компенсацию. В разделе Дополнительно нажмите Запустить мастер компенсации температур и дождитесь окончания процесса.

Устранение неполадок

Проблема	Возможное решение
Переключатель Геометрия + Текстура недоступен на панели Съемка.	Скорее всего вы сканировали без текстуры. Снимите флажок Не снимать текстуру в разделе Дополнительно.
На результирующей модели заметны шумные участки.	Вероятно, вы не отсканировали поврежденные участки должным образом, или сканер находился слишком далеко от объекта. Отсканируйте их заново.
Ошибка Отслеживание траекторий прервано повторяется.	Убедитесь, что Сканирование с автовыравниванием включено (Вкл) в Настройках приложения, и используйте метод позиционирования Геометрия + Текстура.