Dreiecksvermaschung räumlicher Objekte auf der Grundlage der Software Geomagic Studio

Transkript

1 Dreiecksvermaschung räumlicher Objekte auf der Grundlage der Software Geomagic Studio Prof. Dr. Ing. Heinz Jürgen Przybilla Seminarvortrag Kristina Pavlovski, 2011

2 Zielsetzung Geometrische Beschreibung unregelmäßig begrenzter räumlicher Objekte (die sich nicht durch Regelgeometrien darstellen lassen) auf der Basis von 3D Vermaschung. 3D bedeutet: je x,y z 1, z 2, z n möglich 2,5D bedeutet: je x,y z möglich

3 Systeme Programmsysteme aus dem Bereich des rapid prototyping und reverse engineering Inus RapidForm Raindrop Geomagic Reshaper

4 Vorbemerkung Nutzungsschwerpunkte der Programme eher in der industriellen Anwendung (einfache Flächen) Kunsthistorische Objekte verfügen über sehr filigrane Oberflächen Systeme erreichen hier oft ihre Leistungsgrenzen

5 Vorbemerkung Vorgehensweise z.t. trial and error eher zufällig gewählter Ansatz führt zum gewünschten Ziel

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7 Geomagic Gründung: 1997 Hauptniederlassung: RESEARCH Triangle Park, North Carolina (USA) Kunst und Wissenschaft, Medizin und Zahnmedizin, Reverse Engineering

8 Software Geomagic Studio 3D Scandaten 3D Modelle Weitere Softwareprodukte Geomagic Qualify Geomagic Wrap

9 Geomagic Studio Phasen Punkt Phase Polygon Phase / Wrap Phase Shape Phase Alternativ: Module Capture Wrap Shape

10 Geomagic Studio Quelle: Diplomarbeit Nicolas Kozuschek, Januar 2009

11 Geomagic Studio

12 Punkt Phase Import der Punktwolke Datenbereinigung Bereinigung der Punktwolke Reduktion des Rauschens Registrierung (soweit mehrer nicht orientierte Punktwolken vorliegen); häufig auf der Grundlage des ICP Algorithmus

13 Punkt Phase Punktwolke Schattierte Punktwolke 2012 Hochschule Bochum Labor für Photogrammetrie

14 Punkt Phase Punktwolke mit Intensität Schattierte Punktwolke mit Intensität Quelle: Diplomarbeit Miriam Pingen, Oktober 2008

15 Punkt Phase Löschen getrennter Komponente Ausreißer Rauschen verringern Gleichmäßige Reduktion

16 Rauschen verringern

17 Rauschen verringern Roh konservativ Freiform aggressiv

18 Gleichmäßige Reduktion

19 Punkt Phase Vermaschung: Vernetzung von Punktwolken zu einer geschlossenen Oberfläche aus Dreiecken Erstellen von engmaschigem Dreiecksnetz Delaunay Triangula on Wrap Quelle: rostock.de/einzel.asp?id=477

20 Punkt Polygon Oberflächen Wrapping Vollständige, gleichmäßig verteilte Punktdaten Volumen Wrapping Unvollständige, ungleichmäßig verteilte Punktdaten Wrap Phase Unechte Polygone

21 Wrapping Oberfläche Volumen

22 Polygon Phase Löcher füllen Ränder bearbeiten Oberflächen glätten

23 Löcher füllen

24 Rand glätten

25 Oberflächen glätten

26 Shape Phase Finden von Krümmungen oder Konturen Erstellen von vierseitigen Flächenstücken Konstruieren von Gittern Konstruieren von Non Uniform Rational B Splines (NURBS) Oberflächen

27 Finden von Krümmungen und Konturen

28 Erzeugung von Flächen

29 Bearbeitung von Flächen

30 Bearbeitung von Flächen

31 Erstellen der Gitter

32 NURBS

33 Beispiel Streifenprojektion 2012 Hochschule Bochum Labor für Photogrammetrie

34 Beispiel Streifenprojektion

35 Nachbearbeitung der 3D Punktwolken Originaldaten der Elfenbeinpyxis

36 Nachbearbeitung der 3D Punktwolken Datenreduktion auf 25%

37 Nachbearbeitung der 3D Punktwolken Datenreduktion auf 2%

38 Geomagic Qualify 3D Geometrie Vergleich

39 Anwendungsbeispiele 2012 Hochschule Bochum Labor für Photogrammetrie

40 Anwendungsbeispiele

41 Quellen November November November Dezember 2011 Pingen M., Erfassung, Modellierung und Visualisierung komplexer räumlicher Objekte am Beispiel von Säulen und Kapitellen der Grabungsstätte Athribis, Oktober 2008 Kozuschek N., Aufbau einer Virtuellen Präsentationsplatform für kulturhistorische Objektee am Beispiel der Goldenen Madonna aus dem Essener Domschatz, Januar 2009