Geomagic汽车点云处理操作范例.doc

Raindrop Geomagic studio 8.0Geomagic 操作范例1.1. 目标操作这个实例将向用户展示Geomagic工作流程的每一个阶段。用户准备启动点阶段，在点阶段用户将提取点云并准备对点包络。一旦被包络，用户将进入多边形阶段进行填补空洞、去除肿块或将肿块从多边形物上分离。此时，用户将要进行造型阶段，造型阶段用户要进行多边形表面的NURBS曲面固定。 图表 1 文件Car.wap1.2. 打开数据文件在工作之前，用户需要在Geomagic Studio中打开扫描数据点。扫描数据点能被点化或多边形化。在这个实例中，用户将正在使用的是无序数据点。1 打开文件car.wap。这个文件包含目标数据扫描点将要被构成表面的。a. 选取File Open或者点击Open a file 。打开文件对话框出现。b. 从文件夹中定位并选取保存的car.wrp文件。c. 点击Open。 图表 21.3. 回顾数据在对目标数据对象进行操作以前，用户需要知道这个对象的轮廓。使用合适的功能修改在视图区显示的对象，使得用户对手边的工作有更深的理解1 用户在开始修改数据之前Shade并且回顾目标物体来获得对物体形状更好的了解。a. 点击View Shading Shade Points视图区的目标数据将似乎是一个生成的表面，这是给用户在工作前的一个好的建议。图表 3 2 用户在开始编辑时首先要使用各种命令，比如旋转和放大来熟练的操作视图来观看内部的图案阴影。a. 把鼠标放置在视图区。按下并保持鼠标中键。（或者按Ctrl鼠标左键）b. 在视图区拖动鼠标箭头。注意观察目标物体在视图中的旋转。c. 按下并且保持Shift鼠标右键或者使用滚动轮来放大或缩小视图。注意 当放大物体时，用户可以开始观看目标物体的单个点。 图表 4d. 按下并保持Alt鼠标右键来移动视图。记得在视图区拖动鼠标指针来更新视图。3 恢复视图区域以便观看全部物体。a. 点击View Fit Model to View 或者点击 the Fit Model to View 图标来固定 物体的当前视图框架。注意使用CtrlD来快速获取Fit Model to View命令。1.4. 清除数据点在扫描的时候，用户可以不注意扫描一个物体的背景，比如说桌面，墙，工作夹具等等。但用户必须移除这些在物体周围存在的称之为离散点或局外点的偏离点。这些点可以被很好的找出来，因为它们远离主点云并且不能生成任何集合图形。图表 5 1 手动移除偏离点，可以通过选取工具，包括矩形工具，椭圆行工具，画笔工具或绳索工具中的一种。 a. 点击View Predefined Views Top 或者点击 Top View 。 b. 使用一种合适的选择工具来手动移除被选点。如果用户选取了一些点但希望取消这些点的选择，可以按下并保持Ctrl键来重新选取这些点。这样可以取消某些点的选择。c. 点击pointsDelete或者点击Delete。注意用户也可以使用键盘上的DEL键来删除亮点（被选点）。 图表 6 2 用户可以使用应用程序来自动侦察离散点来取代手工选取偏离点。为了更好的观察用Disconnected组件命令选取离散点的情况，先关掉shading功能。（ViewShadingUnshade Points）图表 7a. 按下CtrlZ或者点击EditUndo Delete 来取消上一次操作，用来恢复用户最近一次删除的点警告只能使用一次undo,即仅能恢复前一次的操作。b. 按下CtrlC或者EditClear All 来取消选择加亮点。c. 点击EditSelectDisconnected Components 或者点击Select Disconnected。这个命令根据最亲近原则聚合一些孤立点的岛。这些点根据整个物体的比例被选取。d. 把Separation由Medium改为Low。这个命令允许系统在角落处选取点，被选取的点紧靠主要点区域但又不属于主要点区域。e. 点击OK。3 从物体中移除加亮的点。a. 点击PointsDelete或者点击Delete图标。注意用户也可以使用键盘上的Delete键来删除加亮点。4 经过上述步骤后物体仍然存在一些偏离点。这些点紧挨着主要点区域。用户可以使用Outliers命令来选取这些点。这个命令也在主要点区域内部选取偏离点。图表 8a. 点击Edit Select Outliers或者点击Select Outliers图标。b. 把Sensitivity改成85.0。这是选取仍然存在的偏离点。该值可以设得足够大（接近100.0）来捕获局外点。图表 9c. 点击OK。5 从物体上移除加亮点。a. 点击Points Delete 或者点击 Delete图标。1.5. 保存当前文件副本用户一旦已经做好开始得点的清除后，执行保存为文件操作。这样将提供一个新的起点，因为如果用户希望尝试下面不同的设置时，将无须重复以上的步骤。 1 在当前的条件下保存文件的副本。a. 点击File Save As。b. 找到想要保存得路径，C:tempc. 将文件命名为，car-001.wrpd. 点击Save1.6. 噪声处理预览数据通常，在扫描的过程中，数据中会产生一些噪声元素，这些噪声数据可以在一些粗糟、不平整的表面出现，并且扫描设备的轻微震动，扫描仪刻度的不精确，或者时被扫描物体的表面未准备充分也会产生噪声数据。为了使噪声最小化，用户将要使用Reduce Noise命令来降低噪声。1 为了在扫描过程中使大量的噪声数据可视化，用户需要对物体进行包络（创建一个多边形网格）。Reduce Noise命令有一个有用的预览特征的功能。a. 点击Points Reduce Noise 或者点击 Reduce Noise图标。b. 选取Free-form shapes 快速按钮。如果物体有明显的边缘或者有小的特征，可以选取其他快速按钮。c. 移动Smoothness Level减小至None。这样表示用户将不接受任何对现行物体降低噪声的处理。用户这样做是为了看到当前物体的外貌并且是否有必要对该物体进行一些噪声处理。d. 选取Preview选择框。预览部分可以展开更多设置。e. 定义Preview Points，3000。这将展现被包络和预览的点数。f. 取消Sampling选取框。如果该选取框仍然被选取，那么预览所展现的是应用了Sampling功能后的部分。什么是Sampling？Sampling是保证该部分精度的情况下减少点的数目。g. 用鼠标在模型上选取一块区域来预览。（图像显示的是靠近A字型的柱状区域）。图表 102 观察预览区的噪声降低情况。a. 移动Smoothness Level一个空格。注意观察被选中区域的更新所显示的该设置是如何影响物体的。b. 调整滑块直到它到达Max并且注意观察滑块移动每一格结果的改变。注意 Max也许看上去展示的是最佳结果，但是最好先观看其他区域来看它们的是如何变化的。特征可能被淘汰掉。图表 11 3 当改变Smoothness level时，为了获得更好的关于物体改变的数量的观念，打开Deviation Display在彩色图来动态的观察这一变化。a. 选取Display Deviation选取框。b. 定义最大正值，0.1 in。按enter键来更新显示。c. 定义最小正值，0.04in。按enter键来更新显示。d. 调整Smoothness Level来观看对该物体的影响。e.图表 124 重复预览步骤直到满意对当前物体状况的理解并且决定是否有必要进行噪声处理。5 这个物体看起来相当好，所以此时不需要进行任何噪声处理。因此退出该命令。a. 点击Cancel。1.7. 保存当前文件副本在进行下一步操作前，执行保存为文件操作。这样将提供一个新的起点，因为如果用户希望尝试下面不同的设置时，将无须重复以上的步骤。 2 在当前的条件下保存文件的副本。e. 点击File Save As。f. 找到想要保存得文件路径，C:tempg. 将文件命名为，car-002.wrph. 点击Save1.8. 执Uniform Sample当处理扫描的数据点时，用户可以在保证该部分精度的情况下使用sampling来减少点的数量。对于无序数据点，用户可以使用Uniform Sampling来减少点的数量并且留下有序点，因此在包络的时候产生相同尺寸的粗糙的三角型。1 减少当前物体点的数目。a. 点击Points Uniform Sample 或者点击 Uniform Sample图标。b. 选取Absolute快速按钮。（默认值）c. 定义Spacing值，0.20in。当前物体大约有317000个点。设定的这个值将使点的数目减少到大约222000个。d. 点击Apply。图表 13e. 点击Ok键接受结果。1.9. 包络创建多边形网格一旦物体的点被清除并组织化，接下来是用多边型网格包络这个物体。1 在点结构物体上生成一个多边形网格。a. 点击PointsWrap或者点击Wrap图标。b. 选取Surface快速按钮。（默认值）c. 点击Ok来生成多边形网格。在点结构物体上生成的一个多边形网格并且在模型管理单元中创建一个新的物体。图表 141.10. 填补空洞使用填补空洞命令来创建一个基于曲率的修补或者是平面的修补。用户可以执行complete fills, partial fills和 a bridge fill这三个命令。图表 151 在多边形中填补所有空洞。a. 点击Polygons Fill Holes 或者点击Fill Holes图标。b. 点击Next按钮来反复选择物体上的所有空洞。该模型有两个洞，但是其中的一个是大的空洞在模型底部。用户不能填补这个空洞。旋环选择第二个空洞。c. 点击Fill图标。d. 选取空洞的红色边框。这个空洞的填补选取了curvature-based Filling命令。如果用户想使用a flat fill，那么在选取红色边框前，先在选取框取消Curvature-Based Filling命令的选择，然后在选取物体红色的边框。图表 16e. 点击Ok按钮来完成填补并退出Fill Hole命令。1.11. 去除特征物体表面的小凸块和小凹块去除特征命令可以让用户快速的移除在物体表面发现的小凸块和小凹块。这个命令比先删除选择的几何特征图形，形成一个小空洞，然后再用curvature-based fill命令填补这种方法省去了很多步骤。 1 在视图区固定物体。a. 点击View Fit Model to View 或者点击Fit Model to View图标。（或者使用快捷组合键CtrlD）2 使用旋转，放大镜和平移来获得想要操作的区域。图表 173 使用一种选择工具，比如Lasso Tool，来选择选择引擎罩上的小凹块部分。图表 184 从选择的多边形中移去小凹块。a. 点击Polygons Defeature 或者点击Defeature图标。图表 195 取消所有多边形的选择。a. 点击Edit Clear All 或者使用组合快捷键CTRL+C。1.12. 砂纸功能移去物体表面的小凸块在物体上使用砂纸命令使区域更平滑。（例如 移除凸块） 1 在视图区固定物体。a. 点击View Fit Model to View 或者点击Fit Model to View图标。（或者使用快捷组合键CtrlD）2 在汽车模型的粗糟部分选型小凸块。可以使用旋转，放大镜和平移来获得将要操作的区域。图表 203 使用砂纸命令来把小凸块擦去。 a. 点击Polygons Sandpaper 或者点击Sandpaper图标。 b. 选取Relax快速按钮。（默认值） c. 移动Strength滑块至Max。 这个设置决定你将要在物体的表面区域移动鼠标的次数。选择Min需要擦更多的次数来移除小凸块，而选择Max则需要更少的次数来移除小凸块。 4 把鼠标放置在物体的一定区域，该区域将变得光滑。a. 按下并保持鼠标左键，并在物体的小凸块上来回拖动指针。 当在小凸块上移动鼠标指针时，用户就能看到小圆圈覆盖下的网格的增长和收缩。图表 21b. 一旦用户对自己的打磨满意的话，点击Ok按钮结束操作。1.13. 降低三角行的数量大量去除用户可以使用Decimate命令来减少多边形模型中三角形的数目。Decimate命令会大量减少低曲率区域部分的三角形而保持高曲率区域部分三角形的数目。 1 在视图区固定物体。a. 点击View Fit Model to View 或者点击Fit Model to View图标。（或者使用快捷组合键CtrlD）2 通过显示三角形的边界来显示当前三角形组织。 a. 选择主面板的图标 b. 选择Edges选取框。图表 223 当减少三角形数量时要保持物体的形状。 a. 点击Polygons Decimate 或者点击Decimate Polygons图标。 b. 选取Triangle Count快速按钮。（默认值） c. 定义Target Triangle Count为125000。 这样设置会把三角形的数量减少到大约为原来的20。（444299125000） d. 点击Apply。 这是物体在现有三角形数量的基础上进行更新。注意观察更新后的三角形边缘的显示情况。低曲率部分的三角形变得更大而高曲率部分为了保证曲率不变，该区域的三角形较小。图表 23 e. 点击Ok接受。 4 取消三角形边缘的显示。 a. 选择主界面的（图）。 b. 取消选择Edges选取框。1.14. 保存当前文件副本在进行下一步操作前，执行保存为文件操作。这样将提供一个新的起点，因为如果用户希望尝试下面不同的设置时，将无须重复以上的步骤。 1 在当前的条件下保存文件的副本。a. 点击File Save As。b. 找到要保存得文件路径，C:tempc. 将文件命名为，car-002.wrpe. 点击Save1.15. 创建非均匀有理B样条（NURBS）曲面一旦多边形模型完成所有一些不完整的