Utilisation de Meshlab pour nettoyer et assembler les données de numérisation laser : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Meshlab est un logiciel open source utilisé pour manipuler et éditer des données de maillage. Ce tutoriel montrera spécifiquement comment assembler, nettoyer et reconstruire des données à partir d'un scanner laser 3D. Les techniques utilisées avec le scanner utilisé ici devraient s'appliquer à la numérisation de données à partir de n'importe quelle machine, mais lisez d'abord toute documentation fournie avec votre système avant de commencer. Il faut utiliser son jugement lors de la numérisation de l'objet pour être sûr de capturer suffisamment de données pour créer le meilleur maillage possible. La tête d'alligator utilisée ici a nécessité environ 30 scans pris sous différents angles. Les ensembles de balayage typiques peuvent être aussi petits que 5 et aussi grands que 50. C'était un nombre élevé en raison de toute la géométrie cachée à l'intérieur de la bouche. Pour les numérisations prises avec une plaque tournante rotative calibrée, les étapes d'alignement grossier peuvent être entièrement ignorées. Cependant, il est toujours recommandé de faire un alignement fin pour éliminer toute erreur inhérente à la platine. Comme pour tout logiciel, sauvegardez votre travail et enregistrez-le fréquemment.

Étape 1: Nettoyage des données de numérisation

Commencez par ouvrir le premier fichier d'analyse. Il y a de fortes chances que l'objet soit entouré de nombreuses données supplémentaires qui n'ont pas besoin d'être incluses dans le maillage final. Le moyen le plus simple de supprimer ces données consiste à utiliser l'outil Sélectionner des faces dans une région rectangulaire. Il vous permet d'utiliser un sélecteur de style de sélection pour choisir les visages que vous souhaitez supprimer. Après les avoir sélectionnés, allez dans Filtres/Sélection/Supprimer les faces et sommets sélectionnés pour les supprimer. Cela supprime non seulement les faces, mais également les données de point sous-jacentes, ce qui donne un maillage plus propre et une taille de fichier plus petite. Répétez cette étape pour chaque analyse et il est utile d'enregistrer le fichier nettoyé en tant que nouvelle version, en laissant l'original intact. Économisez souvent !

Étape 2: superposition de fichiers de maillage

Ouvrez la nouvelle version propre du premier fichier de maillage. Ensuite, allez dans Fichier/Ouvrir comme nouveau calque et sélectionnez les deux fichiers de maillage suivants. Cela importera les nouveaux fichiers de maillage dans des calques séparés, de la même manière qu'un programme d'édition d'images. Cliquez sur l'icône du calque pour ouvrir la fenêtre de dialogue des calques qui vous permet d'afficher, de masquer ou de verrouiller l'un des calques.

Étape 3: Coller les mailles

Vous aurez maintenant trois couches distinctes chacune avec des maillages qui ne sont pas alignés. Fermez le menu de la boîte de dialogue des calques et cliquez sur l'icône Aligner pour ouvrir l'outil Aligner. Cet outil permet de repositionner les maillages séparés les uns par rapport aux autres. Cliquez sur le premier fichier de maillage dans le menu et choisissez Coller le maillage ici. Cela fixera le maillage à un emplacement défini et permettra aux autres maillages d'y être alignés. Ensuite, choisissez le deuxième maillage et cliquez sur Point Based Glueing. Cette fonctionnalité utilisera 4 points sélectionnés par l'utilisateur ou plus pour approximer l'alignement du deuxième maillage par rapport au premier. Lorsque la fenêtre d'alignement s'ouvre, elle affiche le premier maillage collé et le deuxième maillage, tous deux de couleurs différentes pour faciliter la sélection des points. Faites pivoter les deux modèles et positionnez-les de la même manière. Essayez de les placer dans une position qui montre autant d'informations qui se chevauchent que possible. Ensuite, choisissez 4 points similaires ou plus sur chaque maillage. Ils n'ont pas besoin d'être exacts, mais soyez aussi précis que possible. Après avoir sélectionné les points, cliquez sur OK. Si les points sélectionnés étaient proches, les deux maillages devraient s'aligner automatiquement. Encore une fois, ils ne seront pas exacts, mais devraient être extrêmement proches. Si vous êtes satisfait de l'alignement, cliquez sur le bouton Traiter pour les aligner encore plus précisément et les coller en place.

Étape 4: Plus de collage

Répétez le même processus pour le troisième maillage. Si, pour une raison quelconque, le maillage ne s'alignait pas aussi précisément que vous le souhaiteriez, cliquez sur le bouton Décoller le maillage et répétez le processus de collage basé sur les points. Cette fois en choisissant différents points sur le maillage. Cliquez sur le bouton de processus une fois le troisième maillage aligné et enregistrez votre nouveau fichier. Le traitement des maillages après le collage de chaque nouveau maillage augmente la précision de l'alignement. Cette technique fournit au logiciel plus de données pour aider à déterminer l'emplacement approprié. Au fur et à mesure que de plus en plus de maillages sont alignés, le temps de traitement a augmenté, mais l'amélioration de la précision vaut la peine d'attendre. Je suggère d'enregistrer votre travail en tant que fichier de projet à ce stade, car les fichiers de projet chargent automatiquement chaque calque dans votre fichier au lieu d'avoir à rouvrir manuellement chaque fichier en tant que nouveau calque.

Étape 5: Conseils sur l'alignement

Les paramètres du paramètre ICP par défaut vous permettent d'affiner l'alignement d'un maillage sur un autre. Numéro d'échantillon - c'est le nombre d'échantillons qu'il tire de chaque maillage pour les comparer aux autres maillages. Vous ne voulez pas rendre ce nombre trop grand. Un petit échantillon fonctionne généralement bien. 1 000 à 5 000 est généralement suffisant. Distance de départ minimale - cela ignore tous les échantillons qui sont en dehors de cette plage. En règle générale, pour un objet aligné manuellement, vous souhaitez qu'il soit suffisamment grand pour englober votre erreur de « choix de point ». Une valeur de 5 ou 10 (en millimètres) est généralement un bon début. Une fois les alignements initiaux terminés, abaissez-le à 1 mm pour "affiner" la distance cible - cela indique à l'algorithme quand s'arrêter. Ceci est une fonction de votre scanner et devrait être d'env. égal (ou légèrement inférieur) au seuil d'erreur spécifié. Plus petit et vous ne faites que perdre du temps. Vous pouvez également le régler plus haut pour un alignement plus rapide. Nombre d'itérations maximum - lié à la distance cible, il lui indique quand s'arrêter quel que soit le réglage de la distance cible. Les autres paramètres ne sont généralement pas nécessaires. En résumé: Pour une numérisation alignée manuellement, effectuez un alignement grossier, puis un alignement fin. Pour une numérisation alignée par rotation, effectuez un alignement fin. Pour un alignement approximatif - commencez avec un petit nombre d'échantillons, une grande distance de départ et une grande distance cible. Pour un alignement précis - commencez avec un nombre d'échantillons plus élevé, une distance de départ plus petite et une distance cible plus petite. En outre, exécuter l'alignement à plusieurs reprises servira souvent à affiner l'alignement.

Étape 6: aplatir les calques

Une fois tous les fichiers de maillage alignés et traités, cliquez sur l'icône Couche pour ouvrir le menu de la boîte de dialogue Couche. Vérifiez deux fois pour vous assurer que tous les calques alignés sont visibles. Allez ensuite dans Filtres/Gestion des calques et des attributs/Aplatir les calques visibles. Une fenêtre pop-up s'ouvrira affichant les différentes options. J'ai tendance à laisser les options par défaut car j'ai souvent sauvegardé et il est facile de revenir à une version précédente. Cliquez sur Appliquer. Cela aplatira toutes les couches en un seul maillage qui pourra ensuite être passé à travers un filtre de lissage. À ce stade, si les données de numérisation incluaient des informations de couleur, Meshlab les supprimera du nouveau maillage combiné.

Étape 7: Lissage et reconstruction du maillage

Pour créer un maillage lissé, cliquez sur Filtres/Remaillage, simplification et reconstruction/Poisson Reconstruction. Une fenêtre pop-up s'ouvrira avec plusieurs options. Les paramètres qui ont donné les meilleurs résultats jusqu'à présent a et Octree Depth - 11, Solver Divide - 7, Sample per Node - 1 et Surface offset - 1, mais vous constaterez peut-être que des paramètres différents donnent de meilleurs résultats. Cliquez sur Appliquer et laissez le processus suivre son cours. Cela peut prendre un certain temps en fonction de la vitesse de votre ordinateur et de la taille du fichier de maillage. Une fois le processus terminé, cliquez sur l'icône de la boîte de dialogue de calque et masquez le fichier de maillage d'origine. Si vous ne le faites pas, il peut sembler que le processus a échoué. Le nouveau maillage sera étanche, ce qui signifie qu'il n'y a pas de trous dans le maillage et peut être exporté pour un prototypage rapide. Meshlab est capable d'exporter le maillage étanche dans une variété de formats de fichiers tels que. STL,. OBJ,. PLY,.3DS et. U3D entre autres. Cela en fait un excellent outil pour convertir votre maillage dans un format pouvant être importé dans un programme de modélisation 3D tel que 3D Studio Max, Silo 3D, Blender ou pour intégrer votre fichier dans un fichier. PDF à l'aide d'Adobe Acrobat 9.

Étape 8: Exportation du maillage

Meshlab est capable d'exporter le maillage étanche dans une variété de formats de fichiers tels que. STL,. OBJ,. PLY,.3DS et. U3D entre autres. Cela en fait un excellent outil pour convertir votre maillage dans un format pouvant être importé dans un programme de modélisation 3D tel que 3D Studio Max, Rhino, Silo 3D, Blender ou pour intégrer votre fichier dans un fichier. PDF à l'aide d'Adobe Acrobat Professional 9. Juste allez dans Fichier/Enregistrer sous et choisissez le format de fichier approprié dans le menu déroulant. L'importation des nouveaux fichiers varie en fonction du logiciel que vous utilisez, mais il s'agit généralement d'un processus simple.