Обратный инженерный процесс

[CARWIG 7]

На нашем форуме периодически возникают вопросы, связанные с оцифровкой физических предметов (объектов) или трёхмерным сканированием, реинженирингом, а также дизайном и стайлингом. Я продолжительное время занимаюсь этой темой, но у меня ещё остаются некоторые вопросы. Чтобы постараться ответить на них, я решил организовать своего рода проект по изменению внешнего облика стандартного автомобиля ВАЗ-21083. Сразу оговорюсь, проект некоммерческий (далеко не свежий продукт отечественного автопрома). Соответственно реализовываться будет в свободное от основной деятельности время и как следствие - его сроки неопределённые. Но я надеюсь, что что-то интересное будет уже в самом начале. Основное требование, которое я для себя определил – ручной труд допускается только на финальном этапе (выклейка, покраска, установка). Всё остальное – CAD (Computer Aided Design) и CAM (Computer Aided Manufacturing). Я пока сам не знаю, что из этого получится. Посмотрим?

<noindex></noindex>

Приглашаю всех заинтересованных форумчан к обсуждению данной темы. Приветствуются любые комментарии, замечания, предложения и вопросы, на которые мы, я уверен, совместными усилиями найдём ответы.

[vanya777 0]

И что вы хотите в этом автомобиле поменять и на какие вопросы ищете ответы? Интересуюсь автомобилями просто...

[CARWIG 7]

Итак начнём. На первом этапе необходимо отсканировать автомобиль и подготовить его компьютерную болванку. Помимо точности и минимально возможных сроков её получения, болванка должна хорошо рендериться. В приложениях стайлинга это немаловажный момент.

Для сканирования применяется оптический сканер в связке с системой фотограмметрии. Это позволяет получить большую плотность данных и минимизировать погрешность.

<noindex></noindex>

Сканер выдаёт облако точек размером 400х300 мм, шаг точек порядка 0.6 мм, погрешность в пределах 0.15 мм, разрешение по Z (шум точки) порядка 20 мкм.

<noindex></noindex>

Система фотограмметрии позволяет получить координаты маркеров на объекте размером с автомобиль с погрешностью менее 0.2 мм.

Вот что "видит" сканер

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

[CARWIG 7]

Сканы по координатам маркеров помещаются в общую референсную систему координат, сформированную фотограмметрией. Получается следующая картина.

<noindex></noindex>

После этого сканы объединяются в общее облако точек. По облаку точек строится фасетная модель, которая имеет максимальную плотность полигонов в местах наибольшей кривизны и наоборот.

<noindex></noindex>

[Booster 103]

Насколько глубокое изменение облика планируется? Будет меняться железо или навешиваться пластик?

[CARWIG 7]

Насколько глубокое изменение облика планируется? Будет меняться железо или навешиваться пластик?

<{POST_SNAPBACK}>

Тут как всегда. Душа просит шампанского и ананасов, организм требует водки и солёного огурца.

Если серьёзно, то подлежат замене в обязательном порядке оба бампера и решётка. Планируются накладные элементы на пороги и антикрылья. Однако совсем не исключается вариант с полным изменением передка: крылья, капот, оптика. Ведь компьютерное моделирование предоставляет широкое поле для фантазии, которую потом можно в точности воплотить.

[GOLF_stream 309]

Дело хорошее и интересное.

Отсканированную машину сохраните - эта информация может многим пригодиться. Тюнингаторов сейчас много, наверняка есть среди них и компьютерно-продвинутые. Подобная модель машины может быть хорошим товаром, который окупит Ваше увлечение.

А то и самому ВАЗу можно будет предложить :) не думаю, чтобы они заморачивались подобными вещами - зубилы и так покупают...

Удачи!

[CARWIG 7]

Андрей,

большое спасибо за поддержку! В нашей жизни это стоит дороже любых денег. На самом деле цель данного проекта пройти весь процесс от начала и до конца самому и приобщить к этому других, кому это интересно. Если мне удасться задушить свою жабу, модель отправиться в свободное плаванье.

Что касается ВАЗ-а, то насколько мне известно у них имеется сканер Atos фирмы GOM. Поэтому они без особого труда смогут проделать подобную работу. Но только для себя. А как Вы правильно заметили в среде тюнеров зреет прослойка 3D моделеров. Правда оторваться от 3D Max-а им пока не удаётся. А это как Вы понимаете чистая визуалка. Мне же хочется совместить точную математику с красивым представлением будущего продукта, чтобы клиент мог утвердить внешний облик своего будущего авто ещё до того как будет сделано первое телодвижение в физическом мире.

[Booster 103]

Так с начала надо идеи карандашом нарисовать, уже потом моделить в полигонах или поверхностях. Да и модель восьмерки будет лишь приблизительной- глядя на различные экземпляры становится понятно, что постоянное похмелье не только у рабочих ВАЗа, но и у сварочных роботов и листоштамповочных прессов.

Для получения усредненной модели нужно просканировать десяток новых восьмерок, данные усреднить и уже их использовать.

[CARWIG 7]

Для получения усредненной модели нужно просканировать десяток новых восьмерок, данные усреднить и уже их использовать

<{POST_SNAPBACK}>

Позвольте напомнить идеологию проекта. Это прохождение и описания процесса моделирования и изготовления присоединительных деталей к объекту, который уже существует в физической реальности, но не имеет математического описания или таковое недоступно. У меня нет ни малейшего желания тиражировать обвес к модели, которая к тому же снята с производства. На смену восьмой модели пришла тринадцатая. А там совсем другая пластика передних крыльев, капота и оптики. Так что давайте не будем валить всё в кучу.

[ak762 323]

Позвольте напомнить идеологию проекта. Это прохождение и описания процесса моделирования и изготовления присоединительных деталей к объекту, который уже существует в физической реальности, но не имеет математического описания или таковое недоступно

Идея проекта хороша еще тем что является всеобучем для чайников - побольше картинок по каждому шагу.

А вот вопрос возник по сканированию, в соседней ветке читал ваш же совет заклеить стыки между дверями и кузовом бумажной лентой, а в своём проекте почему то не делаете или это осталось за кадром?

[CARWIG 7]

Идея проекта хороша еще тем что является всеобучем для чайников - побольше картинок по каждому шагу.

<{POST_SNAPBACK}>

Вы задавайте вопросы, а я постараюсь отвечать на них картинками.

в соседней ветке читал ваш же совет заклеить стыки между дверями и кузовом бумажной лентой, а в своём проекте почему то не делаете или это осталось за кадром?

<{POST_SNAPBACK}>

Дело в том, что я давал совет Михаилу. Ведь проблема деталировки возникла у него. У меня такой проблемы нет.

[genor 0]

А какой у Вас оптический сканнер?

Спасибо.

[CARWIG 7]

А какой у Вас оптический сканнер?

<{POST_SNAPBACK}>

Аналогичный результат Вы сможете получить на следующих сканерах:

1. Comet фирма Steinbichler (http://www.steinbichler.com/en/main/comet_iv.htm)

2. Atos фирма Gom (http://www.gom.com)

3. Opto-Top фирма Breuckmann (http://breuckmann.com)

Все эти сканеры соответствуют описанному выше процессу сканирования.

[Mikhail 29]

Ну, да. Только лазерным сканером все это можно получить значительно удобнее и быстрее.

А вот, любезный Carwig, знаком ли вам такой зверь - CadmusFashion? И может ли он помочь в нашем деле?

В высокоточном сканировании есть еще проблема. Файлы уж больно могучие получаются - по 20-200 МБ. Такой STL перетаскивать в графический софт проблемно. Нужно как-то их облегчать (без потери детализации, естественно). Что посоветуете?

[CARWIG 7]

А вот, любезный Carwig, знаком ли вам такой зверь - CadmusFashion?

<{POST_SNAPBACK}>

К сожалению ничего про эту программу сказать не могу. Насколько я знаю она по полигональной модели строит сетку патчей.

В высокоточном сканировании есть еще проблема. Файлы уж больно могучие получаются - по 20-200 МБ. Такой STL перетаскивать в графический софт проблемно. Нужно как-то их облегчать (без потери детализации, естественно). Что посоветуете?

<{POST_SNAPBACK}>

Насчёт объёма Вы правы. Тут необходимо прореживать полигоны в соответсвии с кривизной детали. Я уже писал об этом. Эту операцию производят все программы по обработке данных сканирования.

Ну, да. Только лазерным сканером все это можно получить значительно удобнее и быстрее.

<{POST_SNAPBACK}>

Тут я с Вами спорить не буду. Удобство - вещь индивидуальная. Мне, например, удобнее спозиционировать сканер относительно детали, нажать на кнопку и получить равномерное облако точек (скан) определённого размера. Сканирование же рукой с лазерной головкой требует постоянного внимания оператора для того, чтобы обеспечивать более или менее равномерное облако точек. Если возвращаться к автомобилю, как объекту, то это сродни с тем, что Вам нужно его покрасить.

[CARWIG 7]

Продолжаем собирать кузов из отдельных элементов. Так работать проще, чем с общим облаком, содержащим порядка 50 миллионов точек.

<noindex></noindex>

[kazimir 21]

После этого сканы объединяются в общее облако точек. По облаку точек строится фасетная модель

Что вы используете на этом этапе?

[CARWIG 7]

Что вы используете на этом этапе?

<{POST_SNAPBACK}>

С подобными задачами эффективно справляются следующие программы:

-Innovmetric PolyWorks (www.innovmetric.com)

-Raindrop Geomagic Studio (www.geomagic.com)

-Inus Technology RapidForm (www.rapidform.com)

Это специализированное ПО. Многие CAD программы имеют модули по обработке данных сканирования.

Возможно кто-нибудь расширит этот список.

[IBV 112]

Алексей, а каким образом соседние отсканированные участки "соединяются" друг с другом? Понятно, что при помощи нанесённых реперных точек, но можно про этот процесс поподробнее?