Come Crea Agora Modelli Così Precisi?

Creare una modellistica di auto Agora non è un'impresa da poco, e tutto inizia con la scansione dell'originale.

Utilizziamo gli esperti dell'industria di misurazione ottica 3D Physical Digital, che a loro volta utilizzano le attrezzature e il software di migliore qualità. Infatti, sono la prima azienda al mondo ad aver ricevuto un'accreditamento Nadcap (precedentemente National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program) per la misurazione e l'ispezione utilizzando la Luce Strutturata 3D.

Il software utilizzato è il leader del mercato che, quando non viene impiegato per portarvi modelli come la 1967 GT500 Super Snake, viene anche utilizzato nelle industrie mediche, nucleari e aerospaziali.

Infatti, si tratta della stessa attrezzatura che viene utilizzata per verificare che i satelliti siano prodotti correttamente - i componenti vengono scannerizzati, e questa scansione viene poi confrontata con il disegno CAD (che è la versione ideale del componente) per controllare l'accuratezza della parte fisica.

Quindi, come funziona effettivamente il processo di scansione? È un po' più complicato che passare semplicemente sulla macchina con uno scanner portatile!

Il principio dietro la scansione 3D.

Il metodo utilizzato da Agora Models impiega anche la fotogrammetria, in combinazione con la scansione, per una maggiore precisione (credito: smartdesignlabs.com).

Prima, una serie di piccoli marcatori target vengono attaccati su tutta l'auto. Questi agiscono come punti inizialmente sconosciuti e non codificati - esistono semplicemente come un punto ancora da definire nello spazio.

Un esempio di marcatori target non codificati fissati sulla porta di un imminente modello di Agora.

Successivamente, utilizzando una fotocamera DSLR, vengono scattate molte fotografie dell'auto (per il nostro ultimo progetto, sono state scattate 100 fotografie), ma nella foto sono posizionati dei codici a barre ottici, che il software della fotocamera riconosce. Ora, conoscendo i punti del codice a barre ottico, può triangolare la posizione dei punti sconosciuti, cercando il centro dell'ellisse nel codice a barre ottico.

La fotogrammetria utilizza le fotografie per determinare dove si trovano i punti nello spazio, e aiuta lo scanner a costruire un modello accurato.

I codici a barre ottici sul cofano di un'auto. Utilizzando i codici a barre ottici, la fotocamera può assegnare codici ai marcatori non codificati e costruire una nuvola di punti dell'auto.

I codici a barre ottici o i marcatori target codificati vengono riconosciuti dal software della fotocamera (credito sopra 3 immagini: physicaldigital.com).

Ora che i punti sono fissati nello spazio e noti, l'auto viene quindi scannerizzata.

Una volta che lo scanner riesce a vedere un minimo di tre punti di riferimento, sa esattamente quale parte dell'auto sta rilevando, triangolando l'unico modello che essi creano.

Lo scanner crea poi un modello poligonale 3D, riempiendo gli spazi tra i punti. Utilizza la luce in un modello a frange che è essenzialmente strisce di luce blu. Lo scanner guarda il contrasto tra le linee blu e nere create dal modello, poiché l'oggetto (cioè l'auto) distorcerà la luce mentre passa sulla superficie dell'oggetto.

I punti target, i piccoli adesivi circolari sulla superficie qui, vengono attaccati all'oggetto. Lo scanner rileva il contrasto creato dal modello a frange per costruire un modello 3D. Rilevando i target, e l'unico modello che creano, sa esattamente quale parte dell'oggetto sta esaminando.

In termini di precisione, non si può ottenere di meglio di così.

La maggior parte degli scanner e del software di scansione non utilizzano punti di riferimento, cioè non impiegano la fotogrammetria come partner. Facendo in questo modo, gli esperti che Agora utilizza sono in grado di bloccare tutti i punti nello spazio.

La bellezza di questo è che le scansioni vengono costantemente riportate ai punti fissi, che sono stati definiti dalle fotografie: sono in costante comunicazione.

Quando si ha uno scanner portatile, senza accoppiarlo con la fotogrammetria, l'unico feedback che si ottiene è verso lo scanner stesso - si ottiene solo un "migliore adattamento".

Questo causa problemi in termini di margine di errore.

Utilizzando l'esperienza di Physical Digital, mentre l'auto viene scannerizzata, se c'è una deviazione tra dove il modello del computer pensa che siano i punti e quello che sta vedendo lo scanner - una deviazione di 50 micron o più (0,05mm) - appare un avviso, quindi eventuali errori vengono immediatamente segnalati.

I dispositivi portatili non fanno questo. Infatti, si genera una deviazione cumulativa. Supponiamo di avere un'auto lunga 4 metri, scannerizzi la sua superficie e il tuo errore di deviazione è di 20 micron; la deviazione è cumulativa quindi alla fine potresti avere una deviazione di 0,4 mm. Confronta questo con la deviazione utilizzando la fotogrammetria: per uno dei nostri progetti più recenti, la deviazione era, in media, di 0,05 pixel, o 23 micron, che è 0,023 mm totali (poco meno di 0,001 pollici). *(Per confronto, il diametro del capello umano medio è compreso tra 60 e 90 micron).

Scannerizzare con questo livello di dettaglio non è un lavoro veloce - vengono scannerizzati 600mm³ alla volta - e ci possono essere delle sfide. Gli interni, ad esempio, diventano un po' più complessi, con la fotocamera che ha bisogno di almeno 500mm di distanza per essere in grado di rilevare i dati di superficie.

Quindi, ottenere il maggior numero possibile di angoli diversi è fondamentale.

Costruire un modello 3D sullo schermo - così è come uno dei nostri scanner inizia su uno schermo di computer a iniziare un modello altamente accurato.

Inoltre, il fatto che lo scanner sia uno strumento di misurazione basato sulla luce significa che è influenzato dalla texture della superficie.

Le auto lucide riflettono la luce direttamente indietro, quindi è necessario applicare una speciale lucidatura per rimuovere parte della riflettività.

Alcuni membri del team di Agora hanno recentemente assistito alla scansione di una Jaguar E-type del 1961 e la sua carrozzeria rossa ha reso questo un po' più problematico poiché lo scanner usa la luce blu (la luce blu non si riflette bene da una superficie rossa).

Gli ingegneri della scansione erano riluttanti a usare qualsiasi tipo di lucidatura sull'auto a causa del suo valore e della sua rarità.

Il processo è indubbiamente complesso, richiede software, hardware e tecnici specializzati, e richiede quasi un intero giorno per scannerizzare una singola auto.

Eppure, quando si considera l'accuratezza che può essere ottenuta facendo uno sforzo in più all'inizio del processo di produzione, crediamo che ne valga più che la pena.

Da Agora, utilizziamo specialisti per creare scansioni proprio come queste all'inizio della nostra creazione del modello.