Technische Informationen PointCloud

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1 Technische Informationen PointCloud Die folgenden Seiten geben Ihnen einen detaillierten Einblick in Anliegen und Funktionsweise von PointCloud. Für weitere Fragen und Anregungen wenden Sie sich bitte direkt an: kubit GmbH Fiedlerstraße 36, Dresden Tel.: , Fa: Web: F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 Was ist PointCloud? Welche AutoCAD Versionen unterstützt PointCloud? Welche Scanner(daten) werden unterstützt? Welche Bildinformationen können in PointCloud genutzt werden? Wie funktioniert das 3D Zeichnen? Wie werden die Punktwolken gespeichert? Wie organisiere ich umfangreiche Punktwolken? Warum ist PointCloud so schnell? Welche Vorteile bietet die SendToKubit Funktion? Was verbirgt sich hinter der PointCloud Free Edition? Wie kann ich PointCloud ausprobieren? Welche Funktionen gibt es in PointCloud und PointCloud Pro? Stand: Mai

2 F1 Was ist PointCloud? PointCloud ist eine AutoCAD- Applikation zur Darstellung und Auswertung von 3D- Punktwolken. Die Dokumentation historischer Bauwerke, von Industrieanlagen, Skulpturen und vielem mehr kann mit dem gewünschten Detaillierungsgrad erfolgen und mit Informationen aus anderen Quellen, z. B. Grundrissen, Bildern oder CAD-Konstruktionen verschnitten werden. Mit PointCloud können die von 3D-Laser-Scannern erfassten Millionen von Punkten ihre Aussagekraft dort entfalten, wo die entsprechenden 2D- und 3D- Modellierungswerkzeuge ausgereift zur Verfügung stehen - im AutoCAD. Durch Unterstützung des Objektfangs kann auf die eakten Koordinaten jedes einzelnen Punktes zugegriffen werden. Damit ist allen AutoCAD-Befehlen, aber auch den Funktionen von Applikationen anderer Hersteller, die präzise Geometrie des gescannten Objektes zugänglich. Zusätzlich stellt PointCloud dem Anwender eine Vielzahl weiterer Funktionen zur Verfügung, die speziell für das Auswerten von Punktwolken optimiert sind. F2 Welche AutoCAD Versionen unterstützt PointCloud? AutoCAD 2007 bis 2011 und alle auf AutoCAD basierenden Branchenapplikationen (Architecture, Map3D, Civil3D, Plant 3D...) werden unterstützt, sowohl in der 32 bit Variante, als auch in der 64 bit Variante (ab AutoCAD 2008). F3 Welche Scanner(daten) werden unterstützt? Da alle gängigen 3D-Scanner einen ASCII-Eport der Punktwolken unterstützen, kann PointCloud mit allen Scannern problemlos verwendet werden. Innerhalb von PointCloud wird die ASCII-Datei eingelesen und in eine 2 Stand: Mai 2010

3 PointCloud eigene Binär-Datei (*.ptc) oder in das AutoCAD- Punktwolkenformat (*.pcg) umgewandelt. Einige Scanner- bzw. eterne Softwarepakete ermöglichen zusätzlich den direkten Eport der PTC-Datei. Aktuell sind das: FARO Scene / FARO Scout (FARO) RiSCAN Pro (Riegl LMS) Ilris3D-Parser/Polyworks (Optech) LaserControl (Zoller+Frölich und Leica HDS4500/6000) Polyworks (Inovmetric) RealWorksSurvey (Trimble) ScanMaster (Topcon) JRC 3D Reconstructor (Gecel/Topotek) Pointools (Pointools) LupoScan (Lupos3D) ScanManager (3D Scanline) u.v.m. Weiterhin unterstützt PointCloud den direkten Import von Punktwolken aus RiSCAN PRO Projekten und von Leica HDS PTZ-Dateien, welche automatisch in das PointCloud eigene Binär-Dateiformat (*.ptc) oder in das AutoCAD- Punktwolkenformat (*.pcg) konvertiert werden. Die entsprechenden PTZ- Dateien können mit folgenden Softwareprodukten erzeugt werden: Cyclone Register Cyclone Viewer Pro F4 Welche Bildinformationen können in PointCloud genutzt werden? Neben dem Import von Punktwolken verfügt PointCloud über die Möglichkeit, Punktwolken und Bilder gemeinsam auszuwerten. Dafür wird in der Basis-Version der direkte und lagerichtige Import von Orthofotos unterstützt, die mit RealWorks Survey (Trimble), JRC 3D Reconstructor (Gecel/Topotek) oder RiSCANPro (Riegl LMS) erstellt wurden. Stand: Mai

4 In der Pro-Version können zusätzlich mit RiSCAN Pro (Riegl LMS) bzw. JRC 3D Reconstructor (Gecel/Topotek) erstellte orientierte Bilder eingelesen oder importiert werden. Außerdem können beliebige Bilder anhand von räumlich verteilten Passpunkten orientiert werden. Das Verfahren bestimmt dabei simultan die Parameter der inneren und äußeren Orientierung. Orientierte Bilder können auf 2 Wegen für die Auswertung benutzt werden: 1. 3D Zeichnen mit orientierten Bildern und Oberflächen 2. 3D Zeichnen mit mehreren orientierten Bildern F5 Wie funktioniert das 3D Zeichnen? 3D Zeichnen mit Bildern und Oberflächen: Dabei klickt der Nutzer Punkte auf dem orientierten Bild. Die Bildstrahlen an den geklickten Punkten werden mit vorher ausgewählten Oberflächen (Punktwolken, Ebenen, Zylindern) verschnitten. Der resultierende Punkt auf der ersten geschnittenen Oberfläche wird an die vorher definierten AutoCAD-Befehle zurückgegeben. 3D Zeichnen mit mehreren orientierten Bildern: Hierbei klickt der Nutzer 2 korrespondierende Punkte in unterschiedlichen orientierten Bildern. Die Bildstrahlen an den geklickten Punkten werden miteinander verschnitten. Der resultierende Schnittpunkt wird an den gerade aktiven Befehl zurückgegeben. F6 Wie werden die Punktwolken gespeichert? PointCloud speichert die Punktwolke in einer PTC-Datei. Die PTC-Datei beinhaltet die Punktwolke in wesentlich kompakterer Form als eine ASCII- Datei. Außerdem kann PointCloud eine PTC-Datei wesentlich schneller laden, weil die Punkte in dieser Datei bereits so geordnet sind, wie es für eine schnelle Darstellung sinnvoll ist. Die Punkte werden geometrisch im 3D-Raum 4 Stand: Mai 2010

5 sortiert. Dazu nutzt PointCloud einen Octree (rekursive Zerlegung des 3D- Raumes in jeweils 8 Teilräume). Für die Einbindung in AutoCAD wird die PTC-Datei in die jeweilige AutoCAD- Zeichnung referenziert. Dieses Verfahren entspricht der Verwaltung von Bildern in AutoCAD. Entsprechend führt die PTC-Datei auch nicht zu einer wesentlichen Vergrößerung der AutoCAD Zeichnungsdatei (DWG-Datei). Neben dem kubit-eigenen Format unterstützt PointCloud auch das Punktwolkenformat von AutoCAD (PCG). Alle importierten Scannformate können mit Hilfe von PointCloud wahlweise im PCG- oder im PTC-Format gespeichert werden. Das PCG-Format gibt es erst ab AutoCAD2011. Mit diesem Format kann mit wesentlich größeren Punktwolken viel schneller gearbeitet werden. F7 Wie organisiere ich umfangreiche Punktwolken? Bereiche einer Punktwolke können als Boen, Schichten oder auch völlig frei definiert werden. Ein komfortabler Bereichsmanager gestattet die Organisation der Punktwolke nach den eigenen Vorstellungen. Dadurch können Teile einer Punktwolke separat editiert sowie temporär ein- und ausgeblendet werden. Eine Punktwolke kann auch auf ihren sichtbaren Bereich reduziert werden. Teile der Punktwolke, die für eine Auswertung ungeeignet bzw. uninteressant sind, fallen somit weg und geben Arbeitspeicher frei. Es entsteht eine neue Punktwolke (PTC- oder PCG-Datei). Stand: Mai

6 Definition eines Bereiches (hier eine vertikale Schicht); Ausblenden aller anderen Punkte; Digitalisierung eines Profils F8 Warum ist PointCloud so schnell? Der wichtigste Grund für die hohe Performance von PointCloud ist sehr einfach: Es werden stets nur die Punkte gezeichnet, die auch tatsächlich sichtbar sind. Dieses simple und sehr wirksame Prinzip erfordert eine trickreiche Programmierung, damit die Software schnell ermitteln kann, welche Punkte gerade darzustellen sind. So werden auch bei einer Punktwolke mit 30 Millionen Punkten nur so viele Punkte gezeichnet, wie das Display Piel besitzt (z. B. maimal 0,7 Million Punkte bei , in der Prais meist wesentlich weniger). Ein angenehmer Nebeneffekt diese Methode ist auch, dass die korrekte Anzeigereihenfolge durch PointCloud immer sichergestellt wird. Punkte die weiter hinten (hinter anderen Punkten) liegen, werden nicht gezeichnet. Dadurch wird die Interpretierbarkeit der Punktwolke durch den Betrachter wesentlich verbessert. 6 Stand: Mai 2010

7 Punktwolke Display Betrachter Nur die vorderen (dunklen) Punkte sind für den Betrachter sichtbar und werden durch PointCloud gezeichnet. Bei einer Änderung des Blickwinkels werden andere Punkte dargestellt. Im Gegensatz zu AutoCAD-Punkten sind die PointCloud-Punkte sehr schlank. Jeder AutoCAD-Punkt enthält Zusatzinformationen wie Layer-Name, Erscheinungsbild (Punktstil) und Hochzugsrichtung. Auf diese Daten wird in PointCloud zugunsten eines niedrigeren Speicherverbrauchs und einer höheren Geschwindigkeit verzichtet. Obwohl die gesamte Punktwolke ein einziges AutoCAD-Element (Custom Entity) bildet, kann auf die einzelnen Punkte wie bei Original-AutoCAD-Punkten üblich zugegriffen werden. F9 Welche Vorteile bietet die SendToKubit Funktion? Jede Version von PointCloud umfasst automatisch eine Softwarebibliothek (SendToKubit), die es Fremdapplikationen ermöglicht, Punktinformationen an AutoCAD/PointCloud zu senden. Typische Anwendungen sind das Digitalisieren von Punktwolken direkt im Viewer, wie er von vielen Scanneranbietern bereitgestellt wird. Die digitalisierten Koordinaten werden sofort an AutoCAD/PointCloud gesendet und können dort mit allen zur Verfügung stehen Befehlen verarbeitet werden. Stand: Mai

8 Für die Digitalisierung wird die bessere Darstellung der Punktwolke in einer speziell für Punktwolken entwickelten Anwendung (links) genutzt. Gleichzeitig ermöglich die SendToKubit Option die Nutzung aller AutoCAD-Befehle (rechts) für die Auswertung. Aktuell funktioniert SendToKubit mit den folgenden Fremdapplikationen: FARO Scene/FARO Scout (FARO) JRC 3D Reconstructor (Gecel/Topotek) RiSCAN Pro (Riegl LMS) LupoScan (Lupos3D) PlanarView (kubit) F10 Was verbirgt sich hinter der PointCloud Free Edition? Die Free Edition funktioniert in AutoCAD Man installiert einfach das normale Setup und kann ohne eine Lizenz von PointCloud zu besitzen, d.h. ohne Dongle oder Freischaltung, die Importfunktionen für verschiedene Punktwolkenformate (z.b. ASCII, Riegl, Leica) verwenden und Punktwolken im AutoCAD-Format (PCG) oder kubit-format (PTC) erzeugen. Anschließend sind alle Punkte per Objektfang (OFANG) erreichbar und können so innerhalb von AutoCAD-Befehlen benutzt werden. Weitere PointCloud-Befehle stehen in der Free Edition nicht zur Verfügung. 8 Stand: Mai 2010

9 Die kostenlose PointCloud Free Edition erweitert somit die Möglichkeiten zum Import von Scanndaten die im AutoCAD 2011 auf FARO- und LAS-Dateien beschränkt sind. F11 Wie kann ich PointCloud ausprobieren? PointCloud kann mit seinem vollen Funktionsumfang kostenfrei getestet werden. Zahlreiche Punktwolken stehen dabei als Beispiel zur Verfügung. Aber auch an eigenen Punktwolken kann die Leistungsfähigkeit von PointCloud erprobt werden. Rufen Sie an oder nutzen Sie unsere Website (siehe erste Seite dieser Technischen Informationen). F12 Welche Funktionen gibt es in PointCloud und PointCloud Pro? FUNKTIONSLISTE PointCloud PointCloud Pro Punktwolke einfügen Aktive Punktwolke wählen Punktwolkenparameter ändern (mittl. Punktabstand, Rauschen) Bevorzugtes Punktwolkenformat ändern kubit Punktwolken (PTC) verwalten Punktwolke laden Punktwolke entladen Punktwolken vereinigen Punktwolke freistellen Position des Anfassers ändern Einstellung zur Anzeigeleistung Bounding Bo darstellen/verbergen (kubit PTC-Format) Punktwolkenanfasser darstellen/verbergen (kubit PTC-Format) Punktgröße ändern (kubit PTC-Format) AutoCAD Punktwolken (PCG) verwalten [erst ab AutoCAD 2011] kubit Punktwolke in AutoCAD Punktwolke umwandeln AutoCAD Punktwolke neu indiszieren Punktdichte für Modelliereungswerkzeuge setzen Anzeige optimieren Stand: Mai

10 Daten importieren Punktwolken im ASCII-Format Punktwolken im Leica HDS PTZ-Format Riegl RiSCAN Pro rsp - Projektdatei einlesen - Punktwolke - Orientiertes Bild - Orthofoto Reconstructor - Orthofoto einlesen Trimble RealWorks Survey - Orthofoto einlesen Bereiche Schicht definieren - parallel bezüglich eines BKS - um ein ebenes AutoCAD Objekt Schicht verschieben Schichtdicke ändern Mehrere Schichten definieren - parallel bezüglich eines BKS - entlang einer AutoCAD Kurve Bo definieren Bereich auf Polygon zuschneiden Bereich innerhalb Polygon wegschneiden Vorherige Bereichsdefinition wiederherstellen Bereichsmanager - Bereiche aus-/einblenden - Neue Bereiche anlegen - Bereiche einfärben (nur kubit PTC) - Bereiche eportieren - Verknüpfung von Teilbereichen - Sortieren nach Spalten - Bereichsdefinitionen laden/speichern/übertragen Digitalisierhilfen Zeichentiefe (von Punkt) setzen BKS von Ebene BKS von Schicht Kollisionsanalyse 10 Stand: Mai 2010

11 Modellierung 2D: Linie/Polylinie angleichen Linie/Polylinie angleichen - mit Restriktionen Polygon angleichen BKS-unabhängig Bogen zeichnen durch 3 Punkte BKS-unabhängig Kreis zeichnen durch 3 Punkte Modellierung 3D: Zylinder Zylinder angleichen Zylinder zeichnen Zylinder verbinden durch Torus durch Krümmung durch Zylinder Reduktionsstück einfügen Zylinder verschneiden Zylinder zentrieren Zylinder knicken Zylinderachsen erzeugen AutoCAD 3D Solid erzeugen Zylinderstrang erstellen Ebene Ebene angleichen Ebene angleichen - mit Restriktionen Ebene zeichnen Ebene ändern - Dehnen (2 Ebenen) Ebene ändern - Schnittlinie (2 Ebenen) Ebene ändern - Schnittpunkt (3 Ebenen) Ebene ändern - Neue Umgrenzung Ebene ändern - Umgrenzung ändern Arbeiten mit Bildern Orientiertes Bild einfügen (kubit ORI-Format) Rasterbild einfügen Passpunkte verwalten (definieren, importieren, Größe anpassen, ausrichten, suchen) BKS nach der Ansicht setzen Bildorientierung Kameraansicht und -navigation Bildansicht anpassen Stand: Mai

12 3D Zeichnen mit orientierten Bildern und Oberflächen (Punktwolke, Ebene, Zylinder) 3D Zeichnen - mit 2 orientierten Bildern (Zweibildauswertung) Zusätzlich unterstützt PointCloud den AutoCAD - Objektfang und das Arbeiten im AutoCAD-Perspektivmodus. 12 Stand: Mai 2010