Реконструкция поверхности: от облака точек до CAD-модели | 3D-оцифровка

Реконструкция поверхности — это ключевой этап обработки данных, полученных с помощью 3D-сканирования. Если сканер выдает “сырые” данные в виде неупорядоченного “облака” из миллионов точек, то реконструкция превращает этот хаотичный набор в единую, гладкую и математически описанную поверхность.​

Реконструкция поверхности. Готовая лопатка (слева) и сломанная лопатка (справа)

Проще говоря, это процесс “натягивания кожи” на скелет из точек, чтобы получить полноценную цифровую модель.

Основные этапы реконструкции

  1. Исходные данные: Вы начинаете с облака точек (Point Cloud) — массива координат (X, Y, Z), которые сканер зафиксировал на поверхности объекта.​
  2. Построение полигональной сетки (Mesh): Специальные алгоритмы (например, триангуляция Делоне или алгоритм “катящегося шара”) соединяют соседние точки в треугольники. В результате хаотичное облако превращается в полигональную сетку (Mesh) — это первая, грубая реконструкция.​
  3. Создание CAD-поверхности (NURBS): Для инженерных задач (реверс-инжиниринг, контроль качества) полигональная сетка не подходит, так как она не является математически точной. На этом этапе поверх полигональной сетки строятся гладкие, математически описанные NURBS-поверхности. Это и есть финальная реконструкция, в результате которой получается точная CAD-модель, пригодная для производства.​

Где это применяется?

  • Реверс-инжиниринг: Восстановление чертежей детали по ее физическому образцу.
  • Реставрация и сохранение наследия: Создание точных цифровых копий статуй, зданий или археологических находок для их восстановления или создания копий.​
  • Медицина: Реконструкция костей или органов по данным КТ/МРТ для создания протезов и имплантатов.