任务二 
标准块点云数据处理
任务导引

任务描述

使用Geomagic Wrap软件对获得的点云进行相应取舍,剔除噪点和冗余点。提交经过取舍后点云电子文档,提交STL格式文件。

任务材料

项目一任务一保存的.asc或者.txt数据。

任务技术要求

提交的扫描数据与标准三维模型各面数据进行比对,组成面的点基本齐全(以点足以建立面为标准)。

知识准备

Geomagic Wrap由美国 Raindrop(雨滴)公司出品,2013年被3D Systems收购,拥有强大的点云处理能力,能够快速完成点云到三角面片的处理过程;软件简单易学,应用于艺术、医学、玩具、人体等自由曲面的领域。

Geomagic Wrap能够以最为易用、低成本、快速而精确的方式帮助您从点云过渡到可立即用于下游工程、制造、艺术和工业设计等的3D多边形和曲面模型。作为您3D数字线程中的一个部分,Geomagic wrap所提供的数字工具可以帮助您创建出能够在3D打印、铣削、存档和多个其他3D用途中直接使用的完美数据。Geomagic Wrap所包含的高级精确造面工具能够提供强大、易用的领先建模功能,帮助您构建出完美的3D模型。可用的脚本和宏功能能够在逆向工程流程中实现重复任务功能的自动化。

1.工作流程

问题:点云处理的过程是怎样的?

第一阶段:点云阶段。

(1)去掉扫描过程中产生的杂点、噪音点;

(2)将点云文件三角面片化(封装),保存为 STL文件格式。

第二阶段:多边形阶段。

(1)将封装后的三角面片数据处理光顺、完整;

(2)保持数据的原始特征。

想一想:点云数据处理后需要得到什么样的数据

2.软件特点

(1)点云处理模块功能强大;

(2)软件功能操作便捷,易学易用;

(3)具有自动拟合曲面功能,对玩具、艺术类工件优势较大。

3.Wrap软件界面

点云处理界面
任务实施

1.点云阶段

步骤一

导入文件。启动 Geomagic Wrap软件点击菜单【文件】-【导入】按钮,在弹出的“导入文件”对话框中,查找biaozhunkuai模型数据文件,“biaozhunkuai .asc”文件,然后点击【打开】按钮,按照默认选项导入模型的点云数据。

步骤二

将点云着色。为了更加清晰、方便的观察点云的形状,将点云进行着色。选择菜单栏【点】-【着色点】。

步骤三

去除杂点。为了更加方便的观察点云的放大、缩小或旋转,将其设置旋转中心。在操作区域点击鼠标右键,选择“设置旋转中心”,在点云适合位置点击即可。在软件右侧的树状工具栏中点击【套索选择工具】按钮,勾画出 biaozhunkuai模型的外轮廓,点云数据呈现红色。点击“鼠标右键”选择“反转选区”,此时外部的点云数据被选中。点击菜单【点】-【删除】按钮或按下键盘上的Delete键,删除杂点。

步骤四

选择非连接项。点击菜单【点】-【选择】-【非连接项】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出 “选择非连接项”对话框。

分隔:低。

尺寸:默认值 5.0mm。

点击“确定”按钮,此时点云中的非连接项被选中,并呈现红色。

点击菜单【点】-【删除】按钮或按下键盘上的Delete键,删除杂点。

步骤五

去除体外孤点。选择菜单【点】-【选择】-【体外孤点】按钮 ,在管理面板中弹出 “选择体外孤点”对话框,设置“敏感性”的值为 100,也可以通过单击右侧的两个三角号增加或减少“敏感性”的值,单击按钮。此时体外孤点被选中,呈现红色。选择菜单【点】-【删除】或按 Delete键来删除选中的点。

步骤六

删除非连接点云。利用右侧的树状工具栏中的【套索选择工具】按钮,手动删除非连接的点云数据。

步骤七

减少噪音。选择菜单【点】-【减少噪音】按钮,在管理器模块中弹出 “减少噪音”对话框,选择“棱柱形(积极)”,“平滑度水平”滑标到无,“迭代”为 5,“偏差限制”为 0.05mm。

步骤八

封装数据。点击菜单【点】-【封装】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出“封装” 对话框,该命令将围绕点云进行封装计算,使点云数据转换为多边形模型。

【采样】:对点云进行采样。通过设置点间距来进行采样。

目标三角形的数量可以进行人为设定,目标三角形数量设置的越大,封装之后的多边形网格则越紧密。

最下方的滑杆可以调节采样质量的高低,可根据点云数据的实际特性,进行适当的设置。

2.多边形修补

步骤一

删除钉状物。点击菜单【多边形】-【删除钉状物】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出“删除钉状物” 对话框。

平滑级别:处在中间位置。

点击“应用”按钮,并确定。

步骤二

填充孔。点击菜单【多边形】-【全部填充】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出“全部填充”对话框。

步骤三

减少噪音。点击菜单【多边形】-【减少噪音】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出“减少噪音”对话框。

自由曲面形状。

平滑度水平:处在中间位置。

迭代:5。

偏差限制:0.05。

步骤四

网格医生。点击菜单【多边形】-【网格医生】按钮,在左侧“模型管理器”中弹出“网格医生”对话框。点击“应用”按钮,并确定。点云文件最终处理效果。

3.数据保存

点击左上角 Wrap 图标,点击【另存为】按钮,将文件另存为“.stl(binary)”文件。例如:biaozhunkuai.stl。

微课
标准块点云处理
技能提升
操作训练
标准块点云数据处理
知识巩固
自我挑战