3D-scannen van een Jaguar E-type
Naar aanleiding van de blogpost van vorig jaar 'Hoe creëert Agora zulke nauwkeurige modellen?' waarin we gedetailleerd uitlegden hoe onze auto's worden gefotografeerd en gescand om een 3D-model te creëren, kunnen we nu onthullen dat het model dat we destijds scanden een origineel model op ware grootte was voor onze Jaguar E-type uit 1961.
Hier is een herinnering aan hoe geavanceerde technologie, die vaker wordt gebruikt voor ruimtevaart- en medische toepassingen, wordt ingezet om uiterste nauwkeurigheid voor uw model te bereiken.
Om te zeggen dat we enthousiast waren om deel uit te maken van dit proces is nogal een understatement, net zoals zeggen dat Jaguar behoorlijk goed was in racen. We voelden ons opgewonden en vereerd om gasten van Jaguar te zijn voor een dag, genietend van een zeldzame en bevoorrechte kans om enkele exquise museumstukken te zien die gedurende Jaguars 86-jarige geschiedenis zijn geproduceerd! Tijdens ons bezoek kregen we niet alleen ons model te zien vanaf het allereerste begin, maar voor ons was dit geen gewoon model. De E-type maakt elke uitspraak van zijn sensationele krantenkoppen uit 1961 waar. Het is verbluffend! Het is vooral verbluffend in zijn roadster versie, in rood. Waarom? Omdat je het dashboard ziet, en de flicky schakelaars, en je kunt je voorstellen of de kuipstoelen comfortabel zouden zijn - of niet. En je kunt jezelf in de bestuurdersstoel plaatsen, en je voorstellen …
Maar terug naar de realiteit van de werkplaats…
De prachtige Series 1 E-type Roadster waar we een dag lang van mochten genieten, is eigendom van Jaguar Classics en wordt bewaard in de West Midlands. Deze onberispelijke auto was ideaal voor ons om te gebruiken als basis voor het model dat we ontwikkelden. Het was precies het model dat we in gedachten hadden, en zelfs dezelfde kleur. Om ervoor te zorgen dat we ons model op schaal 1:8 zo nauwkeurig mogelijk produceerden, huurden we industrie-experts Physical Digital in om ons bij Jaguar te ontmoeten met hun state-of-the-art 3D-scan technologie (camera's, projectoren en software).
Zoals je je kunt voorstellen duurt het even om alles goed op te zetten, ervoor te zorgen dat de auto vlekkeloos is en bedekt met honderden kleine 'referentiestickers'. De setting werd meer 'laboratorium' dan 'werkplaats' met ons onderwerp dat meer leek op het hoofdpersonage in een sci-fi film dan een icoon uit de jaren 60.
Het proces begon met een fotogrammetrie opstelling gevolgd door scannen met een single-bandwidth blauwlichtprojector, die een printpatroon over het oppervlak liet gaan, kijkend naar het contrast tussen de blauwe en de zwarte lijnen. De software werkte door te kijken hoe de lichtlijnen over het oppervlak gingen in relatie tot de referentiepunten die over het oppervlak van de auto waren geplakt.
Het blauwe licht wordt geprojecteerd op het koetswerk van de Jaguar E-type
Rode verf met blauw licht kan lastig te scannen zijn, maar gelukkig was het lakwerk van de Jaguar beheersbaar, anders had het gespoten of gepolijst moeten worden om reflectie te voorkomen, wat we niet wilden doen vanwege de waarde van de auto die zelfs hoger was dan de waarde van de apparatuur - hoe minder we aanraakten, hoe kleiner de kans op schade!
In de opzetfase zijn de punten niet gecodeerd en hebben dus geen referentie naar iets. Dit is te zien in de volgende afbeelding, de punten verschijnen als groene stippen op het computerscherm.
Referentiepunten vastgelegd van de punten die aan de Jaguar kleven
Met een DSLR-camera zijn veel foto's genomen, en er is een systeem van optische barcodes gebruikt om een halfrond van foto's ‘rondom’ de auto te creëren. Dit is de cruciale opzetfase van fotogrammetrie.
Het systeem heeft vervolgens elk van de groene punten getrianguleerd, waarbij het een unieke code kreeg. Het grote kruis met negen afbeeldingen erop in de afbeeldingen hieronder, bevatte enkele van de ‘bekende posities’ die de computer gebruikte om de coördinaten van de ‘onbekende’ punten te trianguleren.
Zodra alle locaties waren getrianguleerd, kon de scanner vervolgens rond het voertuig gaan en het oppervlak scannen. Elke scan vereiste dat de scanner zo gepositioneerd werd dat deze minimaal drie locaties kon zien om triangulatie mogelijk te maken. Deze triangulatie creëerde een volledig uniek zicht in vergelijking met andere triangulaties, waardoor de computer geleidelijk veel scans van het oppervlak kon opbouwen om langzaam een 3D-beeld van de auto te vormen.
Dit scansysteem, gecombineerd met fotogrammetrie, vergrendelt elk punt in 3D-ruimte. Elk punt dat een fout heeft van meer dan 50 micron zal een foutmelding genereren. Zo'n hoge mate van nauwkeurigheid is het belangrijkste verschil met mindere systemen, zoals handscanners, die geen referentiemarker systeem of fotogrammetrie gebruiken. Bijvoorbeeld, over een oppervlak van 3,5 m en een tolerantie van 20 micron per scan, zou een handscanner de afwijking verergeren en kan leiden tot een fout van 3 mm, wat niet veel lijkt, maar met de gecombineerde apparatuur die ons ter beschikking staat, wordt slechts een afwijking van 23 micron, ofwel 0,023 mm, gegenereerd, of anders gezegd, duizend keer nauwkeuriger. Wat vrij belangrijk is als alles op een relatief kleine schaal in elkaar moet passen!
Het polygonmodel dat uit al deze punten en scans werd gecreëerd, werd vervolgens naar een apart team gestuurd om te reverse-engineeren, resulterend in een prototype van ons 1:8 schaalmodel van de Jaguar E-type Roadster.
Gedeeltelijke polygoonrenders van de oorspronkelijk gescande E-type