Jak Agora vytváří tak přesné modely?

Vytvoření modelu auta Agora není žádná legrace, a vše začíná skenováním originálu.

Používáme experty na 3D optické měření z firmy Physical Digital, kteří zase používají vysoce kvalitní vybavení a software. Ve skutečnosti jsou první společností na světě, která získala akreditaci Nadcap (dříve Národní program akreditace pro letecké a obranné dodavatele) pro měření a inspekci pomocí 3D strukturovaného světla.

Software, který se používá, je lídrem na trhu a když se nepoužívá k vytváření modelů jako je 1967 GT500 Super Snake, využívá se také v medicíně, jaderném průmyslu a leteckém průmyslu.

Ve skutečnosti jde o stejné vybavení, které se používá pro kontrolu, zda jsou satelity vyráběny správně – komponenty jsou skenovány a tento sken je poté porovnán s CAD kresbou (která je ideální verzí komponentu), aby se ověřila přesnost fyzické části.

Jak tedy skenovací proces vlastně funguje? Je to trochu složitější než jen projet auto ručním skenerem!

Zásada za 3D skenováním.

Metoda, kterou používá Agora Models, také využívá fotogrammetrii společně se skenováním pro zvýšení přesnosti (zdroj: smartdesignlabs.com).

Nejprve je po celém autě nalepena série malých cílových značek. Ty slouží jako body, které jsou zpočátku neznámé a nekódované – jednoduše existují jako dosud nedefinovaný bod v prostoru.

Příklad nekódovaných cílových značek připevněných na dveře nadcházejícího modelu Agora.

Dále, pomocí fotoaparátu DSLR jsou pořízeny mnohé fotografie automobilu (pro náš nejnovější projekt bylo pořízeno 100 fotografií), ale umístěné na fotografii jsou optické čárové kódy, které software fotoaparátu rozpoznává. Nyní, znalostí bodů optického čárového kódu, je možné triangulovat pozici neznámých bodů tím, že hledá střed elipsy na optickém čárovém kódu.

Fotogrammetrie využívá fotografie k určení polohy bodů v prostoru a pomáhá skeneru vytvořit přesný model.

Optické čárové kódy na kapotě auta. Použitím optických čárových kódů může kamera přiřadit kódy nekódovaným značkám a vytvořit bodový mrak auta.

Optické čárové kódy nebo kódované cílové značky rozpoznává software kamery (kredit za 3 obrázky výše: physicaldigital.com).

Nyní, když jsou body pevně umístěné ve vesmíru a známé, je auto poté skenováno.

Jakmile skener vidí minimálně tři referenční body, přesně ví, kterou část vozíku snímá, a to triangulací jedinečného vzoru, který tyto body vytvářejí.

Skenér poté vytvoří 3D polygonový model vyplněním prostorů mezi body. Používá světlo ve vzoru pruhů, které jsou v podstatě pruhy modrého světla. Skenér se dívá na kontrast mezi modrými a černými čarami vytvořenými vzorem, protože objekt (tj. auto) zkreslí světlo, jakmile projde přes povrch objektu.

Cílové body, malé kruhové samolepky na povrchu zde, jsou nalepeny na objekt. Skener detekuje kontrast vytvořený pruhovaným vzorem pro vytvoření 3D modelu. Detekcí cílů a unikátního vzoru, který vytvářejí, přesně ví, kterou část objektu skenuje.

Co se týče přesnosti, lepší to už být nemůže.

Většina skenerů a skenovacího softwaru nepoužívá referenční body, tj. nevyužívají fotogrammetrii jako partnera. Díky tomuto přístupu jsou odborníci z Agory schopni všechny body ve vesmíru uzamknout.

Krása tohoto je, že skeny jsou neustále přichyceny zpět k pevným bodům, které byly definovány fotografiemi: jsou v neustálé komunikaci.

Když máte ruční skener a nepoužíváte ho společně s fotogrammetrií, jedinou zpětnou vazbou je zpětná vazba samotného skeneru – dostanete jen „nejlepší možný odhad“.

To způsobuje problémy z hlediska chybovosti.

Použitím odbornosti společnosti Physical Digital, když se auto skenuje, pokud je odchylka mezi tím, kde počítačový model myslí, že body jsou, a tím, co skener vidí – odchylka 50 mikronů nebo více (0,05 mm) – objeví se varování, takže jakékoli chyby jsou okamžitě hlášeny.

Ruční zařízení to nedělají. Ve skutečnosti dostanete kumulativní odchylku. Řekněme, že máte 4m dlouhé auto, skenujete jeho povrch a vaše chyba odchylky je 20 mikronů; odchylka je kumulativní, takže na konci byste mohli mít odchylku 0,4 mm. Porovnejte to s odchylkou pomocí fotogrammetrie: u jednoho z našich nejnovějších projektů byla odchylka v průměru 0,05 pixelů, nebo 23 mikronů, což je celkem 0,023 mm (téměř 0,001 palce). *(Pro srovnání průměrný lidský vlas má průměr mezi 60 a 90 mikrony).

Skenování s takovým množstvím detailů není rychlá práce – skenuje se 600mm³ najednou – a mohou nastat výzvy. Interiéry, například, jsou trochu složitější, kamera potřebuje alespoň 500 mm odstup, aby mohla zachytit data o povrchu.

Získání co nejvíce různých úhlů je tedy klíčové.

Sestavování 3D modelu na obrazovce – takto začíná jeden z našich skenů na počítačové obrazovce, který vede k vysoce přesnému modelu.

Také skutečnost, že skener je měřicí nástroj založený na světle, znamená, že je ovlivněn povrchovou texturou.

Lesklé auta odrážejí světlo přímo zpět, takže je nutné aplikovat speciální leštěnku, aby se snížila odrazivost.

Někteří členové týmu Agora byli nedávno přítomni při skenování automobilu ze 60. let (který se brzy stane modelem Agora!) a jeho červený lak toto znesnadňoval, protože skener používá modré světlo (modré světlo se od červeného povrchu dobře neodráží).

Inženýři skenování byli zdráhaví použít jakýkoliv druh leštěnky na auto kvůli jeho hodnotě a vzácnosti – budete muset počkat, abyste zjistili, o které auto šlo!

Proces je nepochybně složitý, vyžaduje speciální software, hardware a techniky a skenování jednoho auta trvá téměř celý den.

Přesto, když zvážíte přesnost, která může být dosažena tím, že se na samém začátku výrobního procesu vynaloží extra úsilí, věříme, že to stojí za to.

Na Agora používáme specialisty, kteří vytvářejí skeny právě jako tyto na začátku tvorby našich modelů.