- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 1

О чем статья

Рассказываем о 3D-сканировании для последующего тюнинга и кастомизации на примере автомобиля Rolls-Royce Wraith.

Наша компания часто оказывает услуги по сканированию автомобилей и их элементов. Последним таким заказом было сканирование Rolls-Royce Wraith для ателье тюнинга в Санкт-Петербурге.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 2

Нужно было отсканировать кузов автомобиля, для последующей обработки цифровой модели дизайнером — моделирования дополнительных элементов.

Сканирование было решено проводить с помощью ручного 3D-сканера Artec Eva.

Artec Eva

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 3

  • Линейное поле зрения, мм: 214 × 148 — 536 × 371
  • Точность, мкм: 100
  • Цвет: да
  • Цена: 945 300 [1] руб.

Мы могли использовать стационарный 3D-сканер RangeVision PRO 5M [2], и он дал бы большую точность поверхности, но сканировать большие объекты ручным сканером можно значительно быстрей, а целевую точность поверхности в 1-2 миллиметра без проблем дает и Artec Eva.

Чтобы было понятней, почему скорость здесь имеет значение: сканирование ручным сканером заняло, вместе с подготовкой, около 3 часов, стационарный справился бы часов за 6-7.

В Top 3D Shop широкий ассортимент сканеров [3] для любых целей, обращайтесь — с радостью поможем с выбором.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 4

Как делали раньше

До появления 3D-сканеров в арсенале инженеров, оцифровка трехмерных объектов состояла из ручного создания модели в CAD-программах, на основе чертежей, измерений и фотографий.

В тюнинге и ремонте авто методы фотограмметрии [4] широко не применялись, по причине дороговизны и трудоемкости. Все делалось “на глазок”, по ручным измерениям и физическим слепкам, что не способствовало качеству.

Появление на рынке 3D-сканеров [5] дало стимул к применению новых цифровых методов в этой области.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 5

Подготовка к сканированию

Сканирование проходило в помещении автомастерской, так как сканировать на улице не так удобно, да и уличный свет может помешать сканированию излишней яркостью и непостоянством. Следует отметить, что в этот раз мы могли бы отсканировать автомобиль и на улице, так как Eva имеет собственную систему подсветки, которая позволяет нивелировать перепады внешнего освещения, а день был не сильно солнечный, свет солнца не перебивал подсвет сканера.

В условленное время автомобиль был доставлен. Кузов был слегка запылен, однако было решено авто предварительно не мыть, так как поверхность все равно придется матировать и небольшая запыленность даст дополнительной матовости. При наличии заметной грязи автомобиль, разумеется, нужно было бы помыть, чтобы избежать искажений геометрии поверхности.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 6

Для сканирования достаточно двух розеток на 220 вольт, одной для ноутбука и одной для сканера. Сканер подключается к ноутбуку с помощью одного кабеля USB.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 7

Сканировать требуется только половину автомобиля, с захватом обеих сторон спереди и сзади. То есть, бампера сканируем полностью, а остальную часть кузова — только с одной стороны. Это связано с тем, что автомобиль – симметричный объект, и быстрей и проще позднее отзеркалить одну из половин, чтобы получить вторую, чем сканировать весь автомобиль. Бампера спереди и сзади требуются для того, чтобы верно установить ось симметрии.

Поверхность автомобиля была покрыта тонким слоем матирующего спрея, чтобы убрать мешающий сканированию блеск.

Для матирования мы используем спрей Helling [6], он без проблем смывается с любой поверхности, состоит из спиртовой основы и чего-то вроде талька.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 8

Существуют еще специальные испаряющиеся спреи, которые полностью исчезают с поверхности объекта за несколько часов.

Еще одно из требований подготовки — использование меток. Для автомобилей оно обязательно, так как многие элементы кузова, например капот или двери, не имеют богатой геометрии или текстуры, и для сканера в разных местах выглядят совершенно одинаково, что приводит к ошибкам сшивки.

Сканирование

Сам процесс сканирования не очень интересен — оператор медленно водит сканером над поверхностью кузова, на расстоянии примерно 50 см, а сканер записывает снимаемые поверхности посредством ПО установленного на ноутбуке. Периодически приходится прерываться — во-первых, сканер при работе греется, поэтому желательно сканировать в режиме 5 минут сканирования – 15 минут на остывание.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 9

Во-вторых, автомобиль, а тем более такой крупный как Rolls-Royce – довольно большой объект, сканер собирает очень много данных и ноутбук, даже очень мощный, не всегда может справиться с таким потоком информации — часть сканов приходится выгружать из оперативной памяти в постоянную. Поэтому скан автомобиля обычно разбивается на участки, которые сканируются отдельно, а затем сшиваются.

По завершении сканирования автомобиль может ехать смывать матирующий спрей и метки с кузова. Проект со сканами сохраняется для последующей сборки.

Сшивка сканов сейчас происходит в основном в автоматическом режиме, лишь иногда бывает потребность поправить расположение фрагментов, если компьютер ошибся.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 10

Как уже говорилось, сначала собираются отдельные участки кузова, в данном случае удалось собрать сразу по половине кузова: переднюю и заднюю. А затем сшиваются уже они. В процессе сшивки удаляется весь мусор – например, захваченный сканером пол, колеса, которые на скане не нужны, стекла. Когда обе половины сшиты, мы получаем полигональную модель половины автомобиля. Работа Artec Studio закончена.

Но работать с такой моделью пока нельзя. Во-первых, это только половина автомобиля. А во-вторых, для дизайна нужна параметрическая, а не полигональная модель кузова.

С первой проблемой можно легко справиться практически в любом ПО для моделирования полигональных 3D-моделей. Ищем ось симметрии и зеркалим имеющуюся половину. Контролируем по пересекающимся элементам (бамперам), когда они идеально сходятся – мы получили то, что нужно. Можно сохранить отдельно данные половины и прогнать их через сборку по геометрии в Artec Studio, используя модели вместо сканов, в данном случае я именно так и поступил, для большей точности. Затем сшиваем наши половины, это можно сделать как в Artec Studio, так и в ПО для моделирования. Я сшил их в Geomagic Studio, так как следующий шаг будет проходить там.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 11

Перевод в CAD – сложный и долгий процесс. Берется скан и используется как шаблон для построения параметрической поверхности. Однако, в данном случае все можно сделать проще. Такие программы, как Geomagic Studio или Geomagic Design, применяют сложный алгоритм с использованием неоднородных рациональных В-сплайнов. Проще говоря, поверхность описывается набором параметрических кривых, между которыми натягиваются поверхности. Этот способ работает не всегда, он не может обработать сложную форму — имеет малую точность на таких участках, как резьба или мелкий рельеф. Но для корпуса автомобиля он подходит идеально.

Просчет длится несколько часов, но это гораздо быстрей, чем отстраивание поверхности в Rhinoceros или SolidWorks. Недостаток такой модели в том, что использовать ее для фрезеровки было бы сложно, так как поверхность описывается большим количеством отдельных параметрических участков и программы подготовки gcode для фрезеровки будут обрабатывать ее довольно долго. Но они обработают ее, а не уйдут в бесконечный цикл, как случилось бы при работе с полигональной моделью, в которой отдельных участков миллионы.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 12

Получившуюся модель отдали довольному заказчику. Теперь ее можно использовать в параметрическом моделировании в качестве шаблона, к которому будут привязываться различные элементы тюнинга.

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 13

Top 3D Shop оказывает профессиональные услуги по 3D-сканированию [7] автомобилей и других объектов. Для получения детальной информации обращайтесь: sales@top3dshop.ru

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Подписывайтесь на нас в соц. сетях:

[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 14 [8] [КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 15 [9] [КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 16 [10]
[КЕЙС] Как мы сканировали Rolls-Royce Wraith для тюнинга - 17 [11]

Автор: Василий Киселев

Источник [12]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/3d-modelirovanie/269577

Ссылки в тексте:

[1] 945 300: http://top3dshop.ru/kupit-3d-skaner/artec-eva.html

[2] RangeVision PRO 5M: http://top3dshop.ru/kupit-3d-skaner/rangevision-premium.html

[3] сканеров: http://top3dshop.ru/kupit-3d-skaner/

[4] фотограмметрии: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F

[5] 3D-сканеров: http://top3dshop.ru/kupit-3d-skaner/professionalnie/

[6] Helling: http://top3dshop.ru/materiali/sprei-dlja-skanirovanija/helling-3d-scan-spray.html

[7] 3D-сканированию: http://top3dshop.ru/3d-skanirovanie.html

[8] Image: https://www.facebook.com/top3dshop/

[9] Image: https://vk.com/top3dshop

[10] Image: https://www.instagram.com/top3dshop/

[11] Image: http://top3dshop.ru/

[12] Источник: https://geektimes.ru/post/295991/