Lezione 5: 3D scanning Docente: Umberto Castellani
Lezione 5: 3D scanning
Docente:
Umberto Castellani
Sommario
• Introduzione
• Strumenti di
acquisizione
• Processi principali
• Risultati
• Estensioni
Introduzione
Con l’acquisizione di modelli tramite scanner 3D è possibile generare direttamente versioni virtuali di scene o oggetti direttamente dall’osservazione della realtà
Oggetto
Reale
Modello
virtualeScansione
3D
Introduzione
La modellazione diventa automatica
– Non occorre creare in maniera sintetica gli oggetti tramite i classici modellatori 3D
Il modello è estremamente realistico
– È coerente dal punto di vista metrico
– Si acquisiscono anche colore/tessitura e proprietà dei materiali
Strumenti di acquisizione
Scanner a contatto
Scanner a luce strutturata
Scanner laser a tempo di volo
Sistemi passivi (i.e., solo immagini)
Luce Strutturata
-Una luce colpisce la
superficie dell’oggetto
- Una o più telecamere
osservano la superficie
colpita dalla luce
- ogni pixel dell’immagine
colpito dalla luce genera un
punto 3D
»Occorre ‘illuminare’ tutto l’oggetto
Luce Strutturata
-Esempio di scanner 3D per
il corpo umano
-Ci sono 4 colonne che
illuminano e osservano la
persona da 8 punti di vista (acquisizione a 360°, sopra e
sotto)
-Qui il proiettore illumina
con barre più o meno fitte
Scanner Laser a tempo di volo
Permettono l’acquisizione di scenari di grandi dimensioni (i.e., interi edifici, piazze, etc.)
Processi principali
Rimozione del rumore
Registrazione (al fine di costruire un mosaico 3D)
Fusione di vista
Texturing/coloring
Rimozione del rumore
Tipicamente i modelli acquisiti da scanner 3D sono molto rumorosi:
– Punti ‘sbagliati’
– Presenza di buchi
Registrazione
Le scansioni acquisite da diversi punti di vista devono essere ‘trasportate’ su un sistema di riferimento comune
Il processo di registrazione può richiedere un intervento manuale
Registrazione
Fusione
Dalle singole nuvole di punti allineate viene creata una unica mesh 3D
Scanned Data
Point SamplesReconstructed Model
Triangle Mesh
Texture/color
Esempi
Esempi
http://www.atm3d.com/v5/html/eng/video.htm
http://www.arctron.com
http://www.museumoflondonarchaeology.org.uk/English/SkillsServices/FieldTech/3DScan.htm
Aspetti avanzati
Recupero delle proprietà di riflettanza dei materiali
Aspetti avanzati
re-lighting (up) and re-texturing (bottom)