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)