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手模型的制作技术

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【客户的要求】某客户要求将手的所有细部特征都实现三维,意思就是手的各个部位的详细特征,包括每一个微细的手纹的三维数据都必须获取。每一个微细的手纹的连续性都必须保持。不能发生任何断裂。比如生命线就必须是连续完整的,比如手指端处的“斗“,”簸箕“等纹理都必须完好无损的获取其三维数据。客户的目的是进行一次世人没有进行过的人手三维数字化的工作。

 

【方案的实施】虽然北京朝日三维科技有限公司具有丰富的数字化经验,但是要完成如此困难而具有挑战性的任务,的确并非易事。经过实施如下的方法,最终取得了成功。

 

1)采用柯尼卡美能达非接触高精度激光扫描仪Range7(点密度:0.08毫米/两点间)直接扫描活人的手。活人的手不进行任何表面处理。

 

2)由于人手表面具有汗及油性物体并且活人手内部的血液使得手是有透明性的,所以激光照射以后不能很好的反射三维数据。

 

3)其次由于激光的固有特性,要求人手进行表面颜色处理,笔者将白色的水溶性喷剂,进行手的表面处理。经过Range7的扫描,结果基本令人满意,微小细节已经可以获取。但是扫描一个手仅仅扫描一次是绝对无法获取完整的三维数据的。当第二次扫描其他部位以后,经过软件的拼接,就出现了问题。手纹的连续性发生问题。造成该问题的原因不在于Range7系统,而是在于扫描多次过程中手的变形。结果即使进行手的表面的颜色处理,也不能实现客户的要求。

 

4)万般无奈之下,笔者想到了采用几千年来传统的方法,“石膏脱模“的方法。要求是必须将人手的所有细部特征脱在石膏上。经过很多次的材料的试验,多次的失败,最后获得了极大地成功。

 

5)完美的石膏模型,给数字化阶段提供了保证和前提。Range7扫描仪的精度以及点云的密度,技术,数据质量都是世界上一流的。笔者采用Range7将石膏模型进行了三维扫描,之后用某建模软件进行了拼接合成等一系列的处理,最终获取了保留完整的手纹的手的三维数据。

 

【结论和感言】表面上看起来人手的三维数字化是容易的,但是当获取一个高质量的完整的人手(亦即保留所有手的信息)确实非常困难。经过这个项目,笔者取得了如何获取高精细的人手的一般方法。除了下功夫之外,使用高级三维扫描仪也是非常重要的。否则,手纹的连续性很难实现,除非仅仅需要一次的扫描数据。

 

【问题的提出】人手的三维数字化,一般人人为非常的简单,恰好就像将人手画成画像那样,虽然再也简单不过了,但是却非常困难。最近由于三维扫描仪的技术出现,似乎变得简单了,但是又有很多问题。比如:采用任何办法都无法保证让手处于完全静止状态。而且扫描一面,反过来扫描的时候,手的变形是绝对的。因此,笔者进行过无数次的尝试,都没有成功的获取到较好的手的数字模型。所谓比较理想的手的数字化模型指的是手的每一个细节都要获取到它的三维数据。最近,应某客户的如下要求,笔者进行了多次多种的尝试,并且获得了成功。本文旨在将成功的方法告诉同行的朋友们。

【人手数字化的技术】