Lazer Tarama ile 3 Boyutlu Modeller / David-LaserScanner


Son günlerde 3 boyutlu çalışmalara sıkça yer vermeye başladık. Bu kez gerçekten ilginç bir uygulama (ne yazılım, ne donanım diyemiyoruz çünkü ikisi birden) söz konusu. Lazer ile tarayarak, nesnelerin ve canlı modellerin 3 boyutlu (360 derece çevresel) figürlerini bilgisayar ortamına aktarıyoruz. Kullanım alanı artık hayal gücümüzle sınırlı. Bu yolla elde ettiğiniz dosyaları 3 boyutlu tüm sanal ortamlarda, diğer 3D yazılımlarda, katı modellemeler ve analiz çalışmalarında, animasyonlarda, bilgisayar oyunlarında, ürün tanıtımlarında, eğitimden Arkeoloji’ye, sanat çalışmalarından, arşivlemeye kadar daha birçok alanda kullanabilirsiniz…

.

.

Normalde binlerce dolarlık altyapı gerektiren lazer tarama teknolojisi CeBit 2009’daki tanıtımından itibaren David-Laserscanner uygulaması ile herkesin ulaşabileceği maliyetlere inmiş durumda. Referansları arasında eğitim, üretim, sinema, müzecilik gibi alanlardan bir çok büyük markanın bulunuyor olması sunduğu teknolojinin profesyonellerce de ciddiye alınmakta olduğunu gösteriyor.

.

Ücretsiz Yazılım ve Ucuz Altyapı

Yeterli çözünürlüğe sahip bir webcam ve sitesinden 13 – 464 Euro aralığında temin edebilen uygun bir laser kalemini (*) bir araya getirdiğinizde temel altyapınız kurulmuş oluyor. Geriye ücretsiz David-Laserscanner yazılımı yüklemek, beraberinde gelen arka plan desenini yazıcınızdan bastırarak kurmak ve tarif edildiği şekilde bazı ön kalibrasyonları –özenle- tamamlamak kalıyor. Sonrasında, örneğin, A4 boyutundaki bir nesnenin taranmasının sadece 20 dakika kadar sürdüğü belirtiliyor ve göreceğiniz üzere sonuçlar gerçekten çarpıcı…

Aşağıdaki çalışmaların durağan resim versiyonlarını (çünkü aslında üç boyutlular) hem kullanım alanlarına hem de ulaşılabilen kaliteye dair fikir verebilmek için seçtik.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Buradan diğer kullanıcı çalışmalarına ulaşabilirsiniz.

.

Alman menşeli programın profesyonel sürümü yurt dışında 399 Euro gibi, son kullanıcılar için oldukça pahalı bir etiket taşıyor. Neyse ki, ücretsiz sürümü de biz amatörler için yeterli özellikleri barındırıyor.

Son sürümün ücretsiz versiyonunu (2,7 MB) buradan indirebilirsiniz. En alttaki ‘Download‘ (indirme) linkinin çalışabilmesi için önce üyelik formunu doldurmanız bekleniyor. Denediğim kadarıyla sonuncusu (“resimyazı”nın boş satıra girilmesi) hariç hiç biri doldurulması zorunlu alanlar değil.

.

.

Bir takım ekipmanların sağlanmasını gerektirdiği için programın nasıl kullanıldığını incelememiz zaman alabilir. Şimdilik, İngilizce kullanım açıklamaları için şu linki vermekle yetinelim.

.

Sistem Gereksinimleri

David-Laserscanner yazılımı Windows sürücülerini kullanan donanımlarla entegre çalışabiliyor. 2000, XP, Vista, Win7 (32 veya 64 bit) uyumlu.

Önerilen Bilgisayar Konfigürasyonu

2 GHz CPU, 1 GB RAM, 3d graphics card (NVIDIA GeForce or ATI Radeon)
2 adet kullanılabilir USB portu

Tarama hasasiyeti: 150 – 200 micron = 0.15 – 0.20 mm
Taranabilir nesne boyutları: prensipte taranabilecek nesne boyutlarıyla ilgili bir sınırlama yoktur.
Tarama süresi: Tarama süresi nesne boyutlarına ve elde edilmek istenilen hassasiyete göre değişmektedir. Çok yüksek hassasiyet aranmadığı durumlarda A4 kağıdı boyutlarında bir nesnenin tarama süresi sadece 20 dakika kadardır. Hassasiyet beklentisi arttıkça tarama zamanı uzamaktadır.

Kamera
Eğer bilgisayarınıza bağlı yüksek çözünürlüklü, yeterli yakalama hızına ve oto focus özelliğine sahip bir kameranız (web cam veya bilgisayara bağlanabilen el kamerası olabilir) varsa bunu tarama yapmak için kullanabilirsiniz. Yeni bir kamera almanıza gerek olmayabilir (Microsoft Windows sürücüleri (WDM) olan kameralarla uyumludur)

Çizgi Lazer Kalem (*)

.

Ücretsiz Versiyon Yazılımın Özellikleri

Hassas ve Otomatik Kamera Kalibrasyonu
Kalibrasyonu doğru yapılmamış bir kamera ile veri elde etmek mümkün değildir. DAVID Laserscanner yazılımı kamera, otomatik poz hesaplama,odak uzaklığı gibi kalibrasyon parametrelerini kolayca ayarlayabilmenizi sağlar, Böylece doğru mutlak ölçek ile nesneleri tarayabilirsiniz.

Veri Düzeltme ve İnterpolasyon
DAVID Laserscanner tarama verilerini düzeltme, doğru enterpolasyon ve düzeltme filtreleri gibi araçlar sunar.

Yüzey Dokusu Desteği ve Başka Yazılımlara Export
Tarama verisi kaydedilmeden önce texture (yüzey doku) yapısı 3d penceresinde kontrol edilebilir. Ayrıca DAVID Laserscanner ile elde edilen veri dokusu ve koordinatları her hangi bir üçüncü parti CAD yazılımda kullanılmak üzere export edilebilir.

Alias Wavefront OBJ dosyası olarak taranan nesneyi kaydedebilirsiniz. OBJ format üçgen kafes için iyi kurulmuş düz metin biçimidir ve birçok 3d uygulama tarafından desteklenmektedir. Diğer formatlar (.stl, .ply gibi) DAVID Shapefusion (ücretli yazılım) ile export edilebilir. Export edilen dosyalar Autocad, SolidWorks, Catia, ThinkDesign, ProEngineer vb. bütün CAD programları tarafından okunabilir.

Entegre 3D görüntüleyici
3B tabanlı OpenGL ile entegre 3D görüntüleyici sunar. Tarama sonucunu bilgisayarınızın ekranında gerçek zamanlı olarak izleyebilir her hangi bir hata durumunda sadece bir kaç fare tıklaması ile ayarlarla oynayabilir ve ‘start‘a basarak taramayı yeniden başlatabilirsiniz.

.

Hazır Paketler

David Laser Scanner’ın ihtiyaç duyulabilecek tüm donanım ve yazılımları içeren kapsamlı “giriş seviyesi” ve “profesyonel” paketleri için DAVID Vision Systems GmbH Türkiye yetkili dağıtımcısı Olympos Design’ın sitesini ziyaret ediniz. (Yazıyı hazırlarken firma sayfasındaki bilgilerden de oldukça yararlandığımızı belirtelim)

.

.

Bağımsız Ekipmanlar

Cam benzeri saydam veya koyu ve parlak oldukları için sağlıklı taranamayan yüzeyler için özel (temizlenebilen) sprey boyalar veya lazer kalemi için çalışma esnasında pil bitmesi sorunu yaşamamak için elektrik bağlantısı gibi konuya profesyonel yaklaşanlar için faydalı kimi ekipmanlar da bulunabiliyor.

.

Ücretli Ek Yazılım – DAVID Shape Fusion

Ücretli sürümlerde gelen DAVID-Shapefusion eklentisinin tanıdığı ek imkanlar dikkat çekici. Açıklamasında şu ayrıntılar verilmiş. (Bazı yerler uyarlanmıştır)

Parça Birleştirme
DAVID-Shapefusion ile 360 derecelik çoklu taramalarınızı (?) birleştirebilirsiniz. Bu farklı taramalar arasında serbestçe nesne hareketi sağlar.

Aykırı Kaldırma – Fazlalıkların (Çapakların) Temizliği
Basit bir şekilde farenizi hareket ettirerek gereksiz yüzeyleri seçip silebilirsiniz. Bütün işlemlerinizi 3D pencereden kontrol edebilirsiniz.

Otomatik veya Manuel Ayarlama
Tarama ayarlarını yapmak çok kolaydır. Uyumlu sonuç almak için tarama ayarlarını program otomatik olarak yapabilir. Dilerseniz bütün ayarları manuel olarak da yapabilirsiniz.

Sağlam Yüzey Füzyonu (**)
Tek bir fare tıklaması ile aynı parçaya ait farklı açılardaki taramalarınızı Shape Fusion otomatik olarak hesaplar ve birleştirir. (Model üzerinde farklı açılardan birkaç ayrı tarama işlemi işlemi gerçekleştirildikten sonra bunların tek parça halinde birleştirilmesi işlemi)

Doku Desteği
Tüm uyum yüzeyleri ve dokular 3d verilerle birlikte işlenir. Sonuç olarak bütün tarama verilerinin birleştirildiği üçgen mesh elde edilir. (Oorijinal modelin yüzey rengini, görünümünü de alabilirsiniz)

Manuel Örgü Çözünürlük ve Mesh Düzgünlüğü
Eğer isterseniz bütün temizleme ve birleştirme işlemlerini kullanıcı tanımlı olarak manuel de yapabilirsiniz. Elde edilen 3D modeli OBJ, PLY ve STL olarak uluslararası ortak dosya formatlarında export edebilir ve harici herhangi bir CAD programında verilerinizi farklı amaçlarla işleyebilirsiniz. (Yani başka 3D yazılımlara aktarabilir orada modele müdahele ederek, örneğin estetik :) yapabilirsiniz)

.

Uygulama için İpuçları

Hepsi de gayet kolay -fakat kesinlikle özen isteyen- bazı ön ayarlamaların düzgün şekilde yapılmış olması ve kullanacağınız ekipmanların kaliteleri sonuç üzerinde doğrudan etkili olacaktır.

Kalibrasyon (hizalama) panellerinin temininde sorunu yok. Model büyüklüğüne bağlı olarak kullanılabilecek farklı boyut ve desenlerde panel örnekleri yazılıma yüklenmiş durumda. Size sadece yazıcınızdan baskısını almak kalıyor. Köpük tabaka veya benzer düzlemlere yapıştırdıktan sonra birbirlerine 90 derece açıyla yerleştirilmeleri önemli.

Yazılımdan aynı kalıbı seçtiğinizde, ekranda görünecek kırmızı çarpı işaretleri ile panel üzerindeki noktalar çakışmalı.

Köşelerdeki ana rehber noktalar kapanmayacak şekilde modeli merkezi bir noktaya yerleştirmelisiniz.

Lazerin olabildiğince sabit bir eksen üzerinde hareket ettirilmesi kalite için önemli. Amatörler bu iş için birbirinden ilginç basit icatlar kullanıyorlar. Kaliteli bir üç ayak bu sorunu çözebilir.

Tarama esnasında (lazeri gezdirirken) acele etmemekte fayda var. Ekran üzerinde model iyice belirginleşene kadar birkaç kez üzerinden geçilebilir.

Taradığınız açı ile işiniz bittiğinde diğer açılara geçmeden (kaydetmeden) önce texture (yüzey dokusu) örneğinin alınmasını da ihmal etmemek gerekiyor. Aksi takdirde renksiz bir heykel model ile yetinmek zorunda kalacaksınız demektir.

.

.

(*) Alternatif Laser

Buraya kadar en önemli ayrıntıdan, lazer’den hiç bahsetmemiş olmamız dikkatinizi çekmiştir. Yukarıda belirtildiği gibi sitesinden ucuz “çizgi lazer” kalemler temin etmek mümkün. Fakat aşağıdaki videoda göreceğiniz üzere “nokta lazer” kalemleri de bir kadeh ayağı ile birlikte kullandığınızda benzer sonuç alabiliyorsunuz. Merakımdan denedim ve gerçekten de sunum lazerimin nokta izdüşümü -uzun olmasa da- çizgi haline geldi.

YouTube

.

Lazer konusunda çok bilgili değilim ama şuradaki 3 dolarlık ürüne de göz atmadan geçmeyin derim.

.

(**) Alternatif Parça Birleştirme

Görüldüğü gibi ücretsiz versiyonun en önemli eksiği taranmış parçaların birleştirilemiyor olması. Bu açığı da Blender gibi ücretsiz 3D yazılımları ile kapatmak mümkün oluyor.

.

Lazer tarama konusunda daha profesyonel uygulamalar görmek isterseniz şu sayfalar ilginizi çekebilir.

Topoğrafya
Endüstri
.

Sağlıcakla…

.

Wall Street Institute

Yorum, Katkı ve Sorularınız