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Scansione 3D laser

Dopo la calibrazione della telecamera (vedere il capitolo precedente) è possibile iniziare la scannerizzazione. I seguenti punti guideranno attraverso i comandi della finestra “3D Laser Scanner” di DAVID:
(Se siete coraggiosi , date un'occhiata alla guida per scannerizzare senza pannelli qui (cliccare sul link che apparirà): For scanning without background, see here, dedicata solo a utenti esperti!)

Posizionare l'oggetto che si vuole scannerizzare tra la telecamera e l'angolo di calibrazione (davanti e vicino a quest'ultimo). L'oggetto dovrà essere ben visibile al centro dell'inquadratura. Fate attenzione a non muovere l'angolo di calibrazione e/o la telecamera! Sia nella parte destra che nella parte sinistra dell'immagine deve essere visibile una porzione dei piani costituenti l'angolo di calibrazione (questo affinchè vi si proietti sopra la linea laser):
Accendere il laser e posizionatelo in scena, in modo che sia ben visibile la linea luminosa. Usare il pulsante “Regola la telecamera”, situato sotto il pulsante “Pausa”, per definire e correggere i parametri della telecamera (apertura, esposizione, etc.); come visibile nella foto qui sotto, la posizione del laser (inclinazione) e le condizioni di illuminazione dell'ambiente in cui state scannerizzando, devono essere tali da ottenere un'immagine completamente nera ad eccezione della linea laser, che deve essere luminosa, nitida, sottile e ben contrastata:

Inoltre è importante disattivare tutte le opzioni di gestione automatica della vostra telecamera (come l'auto regolazione dell'esposizione, l'auto bilanciamento del bianco, auto focus, etc.).
Da questo momento, le condizioni di illuminzaione della vostra stanza non dovranno cambiare!
Nella finestra di DAVID, selezionare il colore della vostra linea luminosa (rosso o verde).
Spegnere il laser (o almeno spostare la linea luminosa fuori dall'inquadratura), poi premere “Start”!
Accendere il laser e muoverlo lentamente dall'alto verso il basso o viceversa, facendo passare la linea luminosa sopra il vostro oggetto:
Alcuni importanti punti a cui far ATTENZIONE:
- La linea laser DEVE essere visibile sull'angolo di calibrazione a destra e sinistra dell'immagine e sull'oggetto, al centro, CONTEMPORANEAMENTE.
- La distanza tra la telecamera e il piano laser (ovvero tra il piano della focale della telecamera e il piano di proiezione del laser costituenti l'angolo di triangolazione) deve essere il maggiore possibile, per poter ottenere un'alta precisione. In caso contrario otterrete il messaggio d'errore “ANGOLO DI INTERSEZIONE TROPPO BASSO!”.
- In relazione ai vostri parametri di esposizione della telecamera, non dovete muovere il laser troppo velocemente.
- Nella finestra “Risultato di scansione” è possibile vedere i propri progressi durante la scannerizzazione e quale parte dell'oggetto state rilevando, permettendovi di capire dove vi siano delle lacune e dover passare nuovamente la linea luminosa (magari cambiando angolazione del laser):
  
  Il colore dei pixel, in questa finestra, rappresenta la distanza del punto corrispondente dalla telecamera. Questa distanza è inotre mostrata nella finestra “Risultato di scansione” quando muovete il cursore del mouse sopra alla scansione (valore riportato, in mm, nella parte inferiore della finestra). La gradazione cromatica può essere cambiata agendo sui cursori nella parte superiore della finestra (non ha alcuna influenza sui dati scannerizzati).
- E' possibile, teoricamente, passare il laser quante volte si vuole sull'oggetto e cambiando l'inclinazione e posizione del piano laser, ma, in pratica, si ottengono migliori risultati mantenedo il laser in una stessa posizione e ruotandolo molto lentamente, facendo una sola passata, o dall'alto, o dal basso.
- Se viene attivata la modalità “Veloce” sarà possibile guadagnare qualche frame per second (fps) in più, poichè DAVID aggiornerà la ripresa della scansione soltanto una volta al secondo. In relazione al vostro hardware, questa possibilità consentirà di aumentare la velocità di acquisizione.
- Nella maggior parte dei casi non sarà necessario rilevare OGNI pixel (dare un'occhiata all'immagine seguente per avere un'idea di un risultato considerabile sufficiente)
Per vedere l'oggetto scannerizzato in 3D, premere il pulsante “Mostra 3D”. Nella finestra 3D, il pulsante destro del mouse consente la rotazione della vista intorno all'oggetto e premendolo al di fuori del cerchio bianco, in prossimità dei margini della finestra 3D, è possibile ruotare la visuale intorno all'asse della telecamera stessa. Il pulsante sinistro permette il movimento della visuale e la rotellina centrale consente lo zoom. Riferirsi alla guida dei comandi specifici premendo F1 mentre si visualizza la “Finestra 3D”.
E' possibile modificare i parametri dei filtri (Interpolazione e Smussatura) e vederne immediatemante gli effetti nella finestra 3D. I valori 4, 2, 0 sono quelli raccomandati. Questi filtri sono applicati a quanto visualizzato nella “Finestra 3D”, alla funzione “Salva” e a quella “Avanti”.
E' possibile continuare la scansione o ricominciare, premendo il pulsante “Cancella”.

Opzionale: Texturizzare i vostri oggetti

Per ottenere una texture di alta qualità, bisogna far attenzione ad avere una buona illuminazione uniforme e diffusa. L'ideale sarebbe un'illuminazione diffusa che non crei riflessi ne ombre. Per l'acquisizione delle texture sono necessari parametri della telecamera diversi da quelli usati durante la scansione; usare il pulsante “Regola la telecamera”, sotto il pulsante “Pausa”, per modificare i parametri della telecamera. Poi premere il pulsante “Acquisisci” per scattare un'istantanea della ripresa video, da usare come texture direttamente sull'oggetto 3D scannerizzato. Per vedere la texture basterà aprire nuovamente la “Finestra 3D”. DAVID memorizza le coordinte della texture all'interno del file 3D .obj. Quando viene salvata la scansione texturizzata, DAVID salverà anche la texture. La texture sarà salvata con lo stesso nome del file .obj, ma con l'estensione bitmap .bmp. Sarà anche creato il file .mtl del materiale.

Salvare la scansione o procedere a Shape Fusion

Quando si è soddisfatti del risultato di scansione (e texturizzazione), è possibile esportare il proprio lavoro come file .obj, premendo il pulsante “Salva”. Il formato file OBJ, della Alias Wavefront, è uno standard per le meshes 3D, leggibile e gestibile da molte applicazioni 3D. Le coordinate dei vertici e la “triangle list” (indexed face set), sono memorizzate come file di testo. Se si necessita un formato di file differente, è possibile convertire il file .obj mediante l'impiego di software, di terze parti, anche gratuiti.

E' possibile procedere a Shape Fusion (vedere il capitolo successivo) premendo il tasto “Avanti” se si vuole allineare e combinare insieme differenti scansioni (differenti viste). DAVID-ShapeFusion può salvare in differenti formati di file (.obj, .stl, .ply).
Comunque, è raccomandato salvare ogni scansione una volta acquisita, per non rischiare di perdere il lavoro se il programma dovesse bloccarsi per un errore.

Alternativa al laser: Linea d'Ombra

Invece che usare un laser o una generica linea luminosa (usando un proiettore, ad esempio), è possibile proiettare ed usare in DAVID anche una linea scura, una linea d'ombra: usando una fonte luminosa puntata verso l'oggetto da scannerizzare e muovendo un oggetto lungo e sottile come, ad esempio una corda davanti ad essa, è possibile proiettare un'ombra lineare e sottile sull'oggetto e sui pannelli di fondo (ovviamente stando attenti a non inquadrare nella telecamera la cordicella). Per usare questa opzione, bisogna selezionare “Linea d'ombra” nella finestra “3D Laser Scanner”, menu “1.Iniziare scansione”. E' molto importante che la linea sia il più possibile diritta e sottile. Per fare ciò bisognerebbe avere una fonte di luce puntiforme o, meglio, una fonte luminosa che proietti un fascio di luce parallelo, come avviene per la luce solare o usando delle lenti da applicare alla lampada.