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ELABORACION DE MODELOS EN 3D A TRAVES DEL ESCANEO DE OBJETOS
Juan José Cangalaya MakowieckiEscuela de Ingeniería Informática Universidad Ricardo Palma
[email protected] Michael Pantoja Asca
Escuela de Ingeniería Informática Universidad Ricardo [email protected]
RESUMEN
El siguiente documento muestra el proceso de creación de modelos digitales basados en la técnica del escaneo de objetos en 3D, Para lo cual se utilizo el Software 3DSOM Pro v2.1 esta herramienta nos permitió escanear los objetos inanimados y obtener modelos.
Se realizo la investigación utilizando modelos de huacos de la Cultura Chancay colocados en una alfombra de Calibración impresos de un generador de escalas de medición llamado Unidad MAT que trae la herramienta anteriormente mostrado continuación se les mostrara una figura.
Figura 1: Alfombra de Calibración
Una cámara digital fija en un trípode que debe ser utilizado para tomar fotografías del objeto luego las imágenes es luego procesada para generar una textura en 3D del modelo que fue generado en pocos minutos.
El Modelo puede ser mostrado en un navegador web convencional con formato HTML o FLASH para la rotación, zoom, etc. o exportado en la edición de un
paquete de .3ds para mayor manipulación en Herramientas como 3D MAX estudio donde se realizaron modificaciones en su geometría de: vértices, polígonos y faces con fines de una mayor estilización del modelo.
PALABRAS CLAVES.3DSOM pro, 3D Max Studio, Unidad Mat, Alfombra de Calibración.
1. INTRODUCCION
Para el escaneo 3D existen muchas herramientas de gran utilidad, esto con el fin de lograr un tipo de objeto multidimensional. Debido a la facilidad con la que se puede capturar objetos y pasarlos a 3D, existe un problema latente, con respecto a la cantidad de polígonos que se generan al momento de escanear dicho modelo. Explicaremos la manera de simplificar un escaneo 3D obtenido y realizar una optimización con la herramienta “Generate Surface”.
Figura 2: Superficie Generada
Esta herramienta de optimización genera una cierta cantidad de polígonos para el objeto escaneado en 3D, si uno desea puede incrementar los polígonos para
incrementar la calidad del diseño. La finalidad de optimizar el escaneado en 3D, es que el objeto virtualizado se parezca cada vez más al real
Figura 3: Modelo de Polígonos
La ventaja principal radica en que mientras el objeto escaneado en 3D tenga la cantidad adecuada de polígonos, el molde tiene un parecido a la realidad, por el contrario a esto la desventaja radica en que el objeto resultante del escaneado 3D final pierde su forma original y con menor precisión. Lo ideal es llegar al equilibrio óptimo entre el nivel de detalles necesarios y el tamaño de los objetos escaneados.
Figura 4: Modelo Generado con Textura
2. MARCO TEORICO
2.1 Escaneo en 3D
Los tipos de Escaneo en 3D son el de contacto, escáneres activos y escáneres pasivos. Hay una variedad de tecnologías que caen bajo cada una de estas categorías.
2.1.1 Contacto
Los escáneres 3D examinan el objeto por medio del toque físico. En un ejemplo de un escáner del contacto 3D. Se usa en su mayoría en la fabricación y puede ser muy preciso. Otros ejemplos son los escáneres que se usan para digitalizar los modelos (objetos y personas) en la industria de la animación de la computadora. La desventaja, es que requiere el contacto con el objeto para poder escanear.
2.1.2 Activos
Escáneres activos emiten alguna clase de la radiación y disciernen su reflejo para tentar un objeto o el ambiente. Los tipos posibles de la radiación usada incluyen la luz, ultrasonido o radiografía.
El escáner del láser del tiempo del vuelo 3D es un escáner activo que usa la luz del láser para examinar el objeto. En el corazón de este tipo de escáner existe un examinador de distancias del láser de tiempo de vuelo. El examinador de la distancia del láser encuentra la distancia de una superficie cronometrando el tiempo del viaje redondo de un pulso de la luz.
2.1.3 Pasivos
Escáneres pasivos no emiten ninguna clase de la radiación por sí mismos, pero en lugar se fía de detectar la radiación reflejada del ambiente. La mayoría de los escáneres de este tipo detectan la luz visible porque es una radiación ya disponible del ambiente. Otros tipos de la radiación, tal como el infrarrojo podrían ser utilizado también. Los mé-todos pasivos pueden ser muy baratos, porque en la mayo-ría de los casos estos no necesitan hardware particular.
2.1.4 Otros (MilkScanner)
Dentro de un recipiente pones el objeto a escanear, llenas con leche hasta la mitad del objeto y empiezas a tomarle fotos con la webcam cada tres cucharadas de leche, con lo que vas obteniendo el contorno de la figura. Luego unes estas imágenes con el software Milkscanner y obtienes un displacement map que puedes usar en Blender, Maya, 3d Studio o Movie Sandbox.
2.2 3DSOM PRO
Objeto de software 3D Modeller, 3DSOM o Pro, es un sistema rentable para modelar objetos del mundo real. Pro 3DSOM tecnología permite un modelo 3D de un objeto a ser creado rápidamente y barato mientras que requiere mucho menos habilidad técnica o hardware costoso que sistemas competidores. 3DSOM Pro crea modelos que
pueden ser utilizados en una variedad de aplicaciones que van desde el comercio electrónico en 3D para juegos de ordenador.
2.3 Funcionalidad de la herramienta de escaneo en 3D
El propósito de un escáner 3D es, generalmente, el de crear una nube de puntos a partir de muestras geométricas en la superficie del objeto. Estos puntos se pueden usar entonces para extrapolar la forma del objeto (un proceso llamado reedificación o reconstrucción). Si la información de color se reúne en cada uno de los puntos, entonces los colores en la superficie del objeto se pueden determinar también
2.4 Generador de Superficie
Este generador transformara el objeto escaneado a un modelo 3D a través del modelar poligonal, este método está a un acercamiento para modelar objetos representando o aproximando sus superficies al usar polígonos. El modelar poligonal está bien adaptado a representación del scan line y está por lo tanto el método de opción para gráficos de computadora en tiempo real. Las otras métodos de representar los objetos 3D incluyen NURBS superficies, superficies de la subdivisión, y representaciones ecuación-basadas usadas adentro traza líneas del rayo.
2.5 Generador de texturas
En este trabajo veremos un aspecto básico si queremos que un modelo escaneado contenga un mínimo de realis-mo: La texturización. Por texturización entendemos en el proceso de asignar una imagen (bitmap) a un polígono, de manera que en lugar de ver este de un color plano, o un gradiente de colores, veremos la imagen proyectada en él. Las texturas en 3DSOM pueden ser 1D, 2D o 3D. Las 1D tienen anchura pero no altura; las 2D son imágenes que tienen una anchura y una altura de más de 1 píxel, y son generalmente cargadas a partir de un archivo .bmp (aun-que puede ser en principio cualquier formato).
2.5 Usos y funcionalidad
El eescaneo 3D es usados por la industria de entretenimiento para crear los modelos 3D digitales para ambas películas y juegos de videos. En caso de que donde un equivalente de
mundo verdadero de un modelo exista, es mucho más rápido escanear el objeto físico que crear manualmente al del 3D del modelo por medio de software de modelación. Frecuentemente, los artistas esculpen los modelos físicos de lo que ellos quieren y los escanean en forma digital antes de pasarlos directamente a modelos digitales en una computadora. Además, ha habido muchos proyectos de investigación y publicidad que emprendieron al escanear sitios u objetos y artefactos históricos
2.6 Información Adicional
3DSOM Pro funciona bien con muchos tipos de objeto, pero pueden tener dificultad para la elaboración de modelos de objetos transparentes (por ejemplo, no de vidrio de color), formas extremadamente complicada (por ejemplo, un cepillo), refleja los objetos y los objetos con agujeros profundos (por ejemplo, una taza).
2.7 Recomendaciones
La elevación de la cámara debe ser lo suficientemente alto como para mirar hacia abajo sobre el objeto, pero sin llegar a ser una fotografía aérea.
Los cuatro, o más, las fotografías deben ser tomadas de diferentes puntos de vista de rotación de la alfombra de calibración, ya sea en sentido horario o anti-acerca de las agujas del reloj en cuatro posiciones diferentes.
3. Conclusiones
El escaneo en 3D con la herramienta 3DSOM Pro v2.1, es de fácil uso para aquellos que quieran explorar el mundo del escaneo, no es necesario tener un láser para escanear, con tan solo tomar fotos continuas de forma radial al objeto desde un Angulo perpendicular, se puede lograr un objeto preciso en 3D.
Para usar el 3Dsom podemos tener una licencia por 15 dias de evaluacion, suficiente para acabar los modelos en 3D
Al principio las tomas de fotos estuvieron disparejos y al momento de obtener el objeto en 3D hubo muchos errores, como exageramiento de polígonos en el objeto, o el modelo salía deforme.
A mas fotos secuenciales mayor sera la calidad del objeto en 3d, y el modelo se parecera mucho al de la realidad.
En conclusión lo mas difícil es el manejo de polígonos que se generan al generar la superficie ya que debido a esto el modelo es mas optimo pero mas complejo en ser manipulado lo cual demanda la exportación a software de precisión
donde manualmente se manipulan polígonos para su mayor estilización del modelo.
4. REFERENCIAS
1. http://blog.bricogeek.com/noticias/electronica/como-hacerse-un-escaner-3d-casero/
2. http://es.wikipedia.org/wiki/Art%C3%ADculo_cient%C3%ADfico
3. http://www.3dsom.com/proexamples/index.html
4. http://www.fayerwayer.com/2007/06/milkscanner-o-como-hacer-tu-propio-escaner-3d/
5. http://blog.educastur.es/animacion3d/2008/02/21/un-escaner-3d-que-es-la-leche/
![6. Procesos elementales en QEDjillana/Docencia/TCP/t6.pdf · 3d3(~p ~q), para el campo de Maxwell con x = 1 son [a ~p,l, a † ~q,l0] = zldll 0(2p) 3d3(~p ~q) = g ll (2p)3d3(~p ~q)](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5fa7ac1a6a739965a1112a06/6-procesos-elementales-en-jillanadocenciatcpt6pdf-3d3p-q-para-el-campo.jpg)
