Cài đặt driver cho camera Point Grey Fire Wire

• Cắm dây Fire Wire kết nối từ máy số hóa 3D vào cổng IEEE 1394 của máy tính
• Đưa đĩa cài FAPS vào ổ CDROM
• Lựa chọn cài đặt phần mềm PGRFlyCapture1.3r5.exe
• Khi cài đặt xong, kiểm tra trong phần Device Manager thấy có phần Imaging devices như hình bên là quá trình cài đặt đã thành công.
• Chú ý: Khi cài đặt máy số hóa 3D cần đặt máy ở chế độ ON.

Cài đặt và cấu hình phần mềm Inspeck FAPS

• Đưa đĩa cài FAPS vào ổ CDROM và thực hiện cài đặt.
• Khi cài đặt xong, hãy lựa chọn khởi động chương trình bằng cách chọn: Start → Programs → Inspeck → FAPS

Hình 3

• Để cấu hình các tùy chọn của phần mềm FAPS, hãy lựa chọn thực đơn Config. Thực đơn Config tập trung vào các chức năng sửa đổi của phần mềm và các lựa chọn của hệ thống phần cứng. Các thành phần có mặt ở đây gồm Options, Select Systems, Multiplexer và Reset Hardware.

Hình 4

• Thành phần Option cho phép người dùng truy nhập tới các hộp thoại để người dùng thay đổi các phản ứng của phần mềm

Hình 5

• Thành phần Select System cho phép người dùng chọn một mô tả phần cứng mới và một tệp thông tin cho mỗi máy quét.

Hình 6

• Thành phần Multiplexer được dùng để cấu hình cổng kết nối bộ trộn kênh và bộ đoạt khung. Cổng kết nối này chỉ làm việc khi hệ thống được thiết kế có từ 2 máy số hóa 3D trở lên.

Dùng lựa chọn này khi dùng 2 máy số hóa.Chọn cổng cho máy số hóa thứ 1Chọn cổng cho máy số hóa thứ 2

Hình 7

Cài đặt và cấu hình phần mềm Inspeck EM

• Đưa đĩa cài FAPS vào ổ CDROM và thực hiện cài đặt.
• Cắm USB dongle vào và thực hiện theo hướng dẫn.
• Dùng USB dongle mỗi khi muốn sử dụng phần mềm EM.
• Nếu cài đặt thành công, chúng ta sẽ khởi động chương trình bằng cách chọn: Start → Program → Inspeck → EM.

Hình 8

Điều chỉnh ánh sáng:

• Để nhận được mức cường độ sáng tốt nhất khi thu ảnh, thì việc thiết lập độ rọi sáng (exposure) của máy quét phải được điều chỉnh cho 2 loại ảnh thu: ảnh vân (fringer) và ảnh chất liệu (texture). Đầu tiên chọn 1 trong những máy quét ở hộp kết hợp. Sau đó chọn theo 4 mức cường độ sáng cần điều chỉnh: normal fringes, lighter density fringes, texture using built-in lighting hoặc texture using ambient lighting. Các thiết lập cường độ sáng có thể làm bằng tay hoặc tự động bằng máy tính bằng cách sử dụng đặc tính tự động điều chỉnh. Chú ý rằng các thiết lập mới sẽ không có tác dụng trực tiếp lên cửa sổ Live video trừ khi máy quét tương ứng đã sẵn sàng chạy ở chế độ Live video.
• Mức cường độ sáng nên đặt ở cho kiểu fringer hiện thời ( bình thường hoặc mật độ sáng cao hơn), phụ thuộc vào việc thiết lập thu (trong thẻ Acquisition của bảng Options). Chọn hoặc bỏ chọn ở Ligher Density để thay đổi giá trị cường độ. Ngay cả với cường độ chất liệu, chỉ cần thiết lập khi Built-In Lighting hoặc Ambient Lighting được chọn như kiểu chất liệu trong việc thiết lập thu ảnh. Chọn hoặc bỏ chọn ở Ambient lighting để lựa chọn kiểu cho việc cài đặt cường độ. Nó không được sử dụng trong kiểu Generate From Fringes.

Cân bằng ánh sáng giữa hai hoặc nhiều máy số hóa 3D trong hệ thống

Hình 9

Hình 10

Hiển thị đối tượng

• Chọn View→Acquisition Control Center
• Chọn nút Show trong Live Video

Hình 11

• Chọn Plug-in→ SSLE Capture → Capture
• Chọn 1 trong 3 lựa chọn (New Customer, Open Customer, hoặc Setup)
• Trên cửa sổ SSLE 3D Capture chọn Show Video

Thu nhận đối tượng

• Chọn chức năng Acquisition
• Nhấn nút 1 trong phần Acquisition để thực hiện thu nhận 1 đối tượng và bắt đầu xử lý ngay sau đó. Cần một khoảng thời gian cho 2 lần thu nhận liên tiếp. Bước thu nhận sau sẽ ghi đè lên kết quả của bước thu nhận trước nếu chưa được lưu lại. Nếu muốn lưu dữ liệu thô vừa thu được, trong thẻ Data trong 3D Image Set, kích phải vào 3D Image 1 hoặc file cần ghi và chọn Save (.raw).
• Để đóng Acquisition Center, nhấn nút Hide trong phần Live Video rồi chọn nút Close.

• Chọn chức năng Set File Name trong phần Capture & Save của Acquisition Control Center.
• Sau khi đặt tên và nhấn vào nút Save, nút Acquire & Save trong box Capture & Save được kích hoạt. Kích vào nút Acquire để thu nhận đối tượng. Cửa sổ nhỏ trong hộp Capture & Save sẽ hỏi bạn cần bao nhiêu bản ghi. Để tiếp tục thu nhận, hãy tiếp tục nhấn vào nút Capture & Save chứ ko phải các nút 1, 2, .., All. Khi các file đã được lưu, chúng được lưu và đánh số bằng các tên có 4 chữ số, từ 0000 – 9999. Để tạm thời bỏ qua việc tự động thu nhận đối tượng, hãy thực hiện việc thu nhận bằng các nút 1, 2, …, All.
• Để đóng Acquisition Center, nhấn nút Hide trong phần Live Video rồi chọn nút Close.

Gắn các mảnh mô hình

• Trên cửa sổ chương trình EM, chọn thực đơn Tools → Register Models. Để thực hiện gắn các mảnh riêng biệt của mô hình, người sử dụng cần phân tích các vùng chồng lấp giữa các mảnh mô hình, tương tự như là tạo một dây xích giữa các phần 3D đã có.
• Trong hộp thoại Register Models, định nghĩa một phần là Starting Fixed Model và một phần là Movable Model. Khi đó, phần được định nghĩa là Starting Fixel Model này sẽ như một điểm chốt để người dùng gắn mỗi phần vào phần tiếp theo nó.
• Để xây dựng một dây nối giữa hai phần đã chọn, đầu tiên cần đặt ít nhất 3 cặp điểm tham chiếu tương ứng trên mỗi phần để xác định vùng chồng lấp. Khi đặt xong các cặp điểm, hãy nhấn nút Apply trên cửa sổ Register Models để gắn hai phần trên thông qua các cặp điểm đã tạo. Nếu giá trị Average Distance càng gần 0 thì các cặp điểm đã tạo càng tốt. Nếu giá trị này → 0.5 mm thì người sử dụng nên thực hiện những thao tác để có kết quả tốt hơn. Có 3 bước để thực hiện, đó là:
  • Nhấn nút Apply Again để phần mềm tự sắp xếp lại 2 phần xem có thể tốt hơn được hay ko.
  • Nếu ko, hãy tạo thêm một vài cặp điểm giữa hai phần trên, rồi nhấn nút Apply để xem kết quả có tốt hơn được hay ko.
  • Nếu vẫn không đạt, hãy di chuyển điểm đã tạo bằng nút Move trên bảng điều khiển, hoặc xóa một điểm bằng nút Delete One, hoặc xóa cả cặp điểm bằng nút Delete Pairs và thực hiện lại từ đầu.
• Sau khi đã gắn được 2 phần với nhau, đặt trạng thái của phần thứ hai là Fixel Model. Trạng thái của phần tiếp theo gắn với phần hai là Movable Model và thực hiện lại quá trình trên cho tới tất cả các mảnh được gắn nhau.
• Để di chuyển các ảnh chất liệu theo các hướng, hãy chọn nút Translate trên thanh công cụ. Để xem toàn bộ các góc của mô hình thu được, hãy chọn nút Rotate trên thanh công cụ và xem xét tất cả các góc của mô hình bằng nút chuột phải.

Làm mịn mô hình

• Hình 12

  Đầu tiên, hãy chọn nút Rotate và nhấn chuột phải để xem và đánh giá lại hiện trạng của toàn bộ mô hình sau bước Register. Chắc chắn bạn sẽ tìm được những lỗi trên mô hình sau bước Register. Nếu những lỗi này lớn, bạn bắt buộc phải thực hiện lại bước Register, nếu không thì bạn có thể dùng công cụ Global Fine Tuning để chỉnh sửa.
• Trên cửa sổ chương trình EM, chọn thực đơn Tools → Global Fine Tuning.
• Khi thực hiện Rotate, bạn đã xác định được những phần cần chỉnh sửa. Dùng công cụ Select trên thanh công cụ và lựa chọn một trong những phần đó và đánh dấu Fixed. Đặt những phần có liên quan đến phần cần chỉnh sửa là Movable. Lúc đó phần được chọn sẽ được thêm vào hộp Fixed Models, còn các phần kia sẽ được đưa vào hộp Movable Models. Sau thao tác này, phần được lựa chọn sẽ được bật sáng màu vàng như hình dưới đây.

Hình 13

• Hộp Average Distance sẽ đưa ra khoảng cách trung bình giữa các phần thực hiện Global Fine Tuning. Nút Set Weights cho bạn đưa thêm hoặc bớt độ quan trọng của các điểm gắn cho các cặp phần cần gắn. Bên dưới 2 nút này là các nút Apply, Apply Again và Close. Khi nhấn nút Apply, chương trình sẽ thực hiện làm khít các mô hình di chuyển được với mô hình đã cố định. Nút Apply All loại bỏ các định nghĩa "Fixed" và "Moveable" bạn đã thực hiện lúc trước. Thay vào đó, nó sẽ dựa vào cây bộ phận đã định nghĩa trong quá trình xử lý gắn và được hiển thị trong cửa plug-in. Starting Fixed Model định nghĩa trong Register Models plug-in sẽ chỉ sửa các phần trong khi xử lý. Sau đó, bằng cách đặt 3 phần lân cận, Global Fine Tuning sẽ gắn lại các phần, giảm dần theo cây bộ phận.
• Hãy thực hiện lại thao tác trên cho tất cả các phần có lỗi đã phát hiện được lúc trước.
• Nhấn nút Close để đóng cửa sổ Global Fine Tuning. Hãy chọn nút Rotate và nhấn chuột phải để xem lại toàn bộ mô hình.

Làm gọn mô hình

Hình 14

• Các nút lựa chọn ở đây gồm có:

• Select Edge of Model: lựa chọn các đa giác hoặc các đỉnh trên mép của mô hình. Hàm này được dùng để xóa một lớp các đa giác hoặc các cạnh bao xung quanh các mép của mô hình 3D hoặc để tìm các lỗ trên bề mặt.
• Select All: Lựa chọn toàn bộ các đối tượng trong cửa sổ hiện tại.
• Select Inverse: Nghịch đảo trạng thái lựa chọn của các đối tượng trong cửa sổ hiện tại.

• Các kiểu lựa chọn ở đây gồm có:

• Mouse Select: Chuyển con trỏ chuột sang trạng thái lựa chọn bằng cách nhấn chuột vào đối tượng cần chọn.
• Mouse Select Box: Chuyển con trỏ chuột sang trạng thái lựa chọn kiểu hộp (dùng chuột để tạo một vùng hình chữ nhật bao quanh các đối tượng cần chọn).
• Mouse Select Path: Chuyển con trỏ chuột sang trạng thái lựa chọn kiểu đường (dùng con trỏ chuột để khoanh một vùng bao quanh các đối tượng cần chọn). Với 3 loại lựa chọn này, đối tượng được chọn có thể là các mô hình, các đa giác, các đỉnh hoặc các điểm tham khảo, phụ thuộc vào kiểu lựa chọn đang sử dụng.

Hợp nhất mô hình

Hình 15

Các thao tác bổ trợ để hoàn thiện mô hình

Mô hình sau bước hợp nhất không thể tránh khỏi những lỗi xuất hiện trên bề mặt. Phần dưới đây xin trình bày một số cách để khắc phục những lỗi đó.

• Làm khít các lỗ hổng

Trên mô hình xuất hiện một số đa giác nhỏ dường như sáng hơn các đa giác xung quanh. Các phần này gọi là các đa giác chồng lấp. Để khắc phục điều này, cần phải thực hiện các bước sau:

• • Dùng công cụ Select Path chọn các đa giác này và nhấn nút Delete. Điều này sẽ làm xuất hiện một lỗ hổng thay thế cho vị trí vừa xóa.
  • Chọn nút Add Items trên thanh công cụ. Để tạo ra các đa giác, bạn phải chọn 3 đỉnh trên các cạnh của lỗ thủng mà bạn muốn “hàn”. Để chọn các đỉnh, dùng nút chuột trái nhấn vào một đỉnh, và trong khi vẫn giữ nút chuột trái di chuyển con trỏ chuột đi qua 2 đỉnh khác. Khi đỉnh thứ 3 đã được chọn, bạn có thể rời khỏi phím chuột trái. Tại điểm này, 3 đỉnh đã chọn tạo thành 1 đa giác.
  • Thực hiện lại hai bước trên cho tất cả những vùng đa giác chồng lấp trên mô hình.
• Làm trơn bề mặt của mô hình
  • Trên cửa sổ chương trình chọn thực đơn Tools→Correct Vertices.

Hình 17

• • Dùng công cụ Zoom Box để phóng to từng vùng của đối tượng nhằm phát hiện những vùng bề mặt có lỗi.
  • Dùng nút Select Path để lựa chọn vùng chứa vùng bề mặt có lỗi. Khi vẽ vùng bao, hãy lấy thêm một số vùng ngoài để giúp chương trình tính toán lại vùng bị lỗi cho hợp lý.
  • Kéo thanh trượt trên cửa sổ hộp thoại để xác định độ mượt mong muốn. Càng kéo sang phải thì độ mượt yêu cầu càng cao. Nhấn nút Apply trên hộp thoại để yêu cầu chương trình thực hiện tính toán.
  • Lặp lại các bước này cho tất cả các vùng phát hiện ra lỗi của mô hình.
• Áp chất liệu:
  • Tùy thuộc vào kiểu hợp nhất thực hiện lúc trước để người dùng chọn kiểu áp chất liệu cho phù hợp: Texture → Merge Cylindrial hoặc Texture → Merge Cubic.
  • Trong hai kiểu này, hầu như các thực hiện áp chất liệu là giống nhau. Người dùng đặt trên cho mô hình trong ô Name, đặt lại giá trị x và y trong 2 ô tương ứng nếu muốn, rồi chọn nút Apply để thực hiện áp chất liệu, nhấn nút Close để đóng hộp thoại lại.

Đơn giản hóa mô hình

• Để thực hiện được bước này, mô hình bắt buộc phải ở dạng lưới (Mesh). Do đó, nếu mô hình còn ở dạng tấm (Patch) thì người dùng bắt buộc phải chuyển đối tượng về dạng Mesh trước bằng cách chọn Convert→Patch To→Mesh.

• Hình 18

  Người dùng có thể kiểm tra các thông số về các thành phần tạo nên đối tượng (đa giác, đỉnh, tọa độ chất liệu,...) bằng cách mở dấu (+) đằng trước tên đối tượng trong cửa sổ quản lý đối tượng.
• Khi đối tượng đã ở dạng Mesh, để thực hiện bước này đầu tiên cần chọn thực đơn Program →Tools→Mesh→Simplify Polygons. Thao tác này nhằm giảm bớt số lượng các thành phần tạo nên đối tượng, giảm nhẹ dung lượng của tệp chứa đối tượng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh của đối tượng.
• Trên cửa sổ hộp thoại Mesh Simlify Polygons, chọn đối tượng cần thao tác trong danh sách kéo xuống Model to simplify. Có 3 kiểu làm giảm số đa giác của mô hình.
  • Angle threhold: chương trình sẽ tìm các góc giữa pháp tuyến của hai đa giác lân cận nhau. Nếu góc đó nhỏ hơn số độ được nhập vào ô tương ứng bên phải, các đa giác đó sẽ bị đơn giản hóa. Khi nút được chọn, phần mềm sẽ giảm số đa giác tới giá trị đã nhập vào trong hộp trong khi cố giữ cấu trúc hình học phức tạp của nó.
  • Polygon count: chương trình sẽ tự động loại bỏ đi những đa giác thừa trên mô hình và chỉ giữ lại tối đa số đa giác của mô hinh = số đa giác đã được nhập trong ô Polygon.
  • Planar reduction:
• Nếu chọn ô Don’t crate a new model, đối tượng mới sẽ được ghi đẽ lên đối tượng cũ, ngược lại nếu ko chọn ô Don’t create a new model thì kết quả thực hiện sẽ được thể hiện trên một đối tượng mới.

Lưu và xuất kết quả

• Để lưu công việc đã làm, bạn hãy chọn Program Menu→File→Save Scene As…
• Nhập vào tên của và xác định vị trí lưu tệp và nhấn vào nút Save. Thao tác này sẽ lưu mọi thứ bạn đã làm được vào một tệp có phần mở rộng là .SZE. Đấy là định dạng tệp độc quyền InSpeck.
• Để lưu một mô hình riêng lẻ có thể import vào một phần mềm nhóm thứ 3 cần thực hiện: Program Menu→File→Export Model…
• Cửa sổ Choose Model cho phép bạn chọn mô hình hoặc các mô hình bạn muốn kết xuất. Hãy lựa chọn và sau đó nhấn vào nút Save. Tiếp theo, chọn 1 vị trí để lưu và chọn một định dạng tệp. Rồi nhấn OK để kết thúc thao tác.