GUIDE DE POST-TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS

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2 Sommaire Sommaire 3 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab 16 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare 2

3 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab 1 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Quelques mots sur MeshLab 1 MeshLab est un outil avancé de traitement de maillages 3D. Il s agit d un système très employé dans des domaines techniques du développement 3D et de la gestion de données. MeshLab est un logiciel open source sous licence GNU (GPL). Il peut s utiliser comme un programme complet ou comme une bibliothèque pour d autres logiciels. MeshLab est développé par le centre de recherche ISTI-CNR. Il s agissait à l origine d un travail universitaire débuté à l Université de Pise fin Il s agit d un système orienté vers la transformation de modèles 3D de structure non typique obtenus lors d une numérisation 3D. MeshLab est destiné à la gestion et au traitement de grands maillages non structurés ; il dispose d un ensemble d outils pour modifier, nettoyer, réparer, inspecter, représenter et convertir ce type de maillage. Parmi les filtres de nettoyage automatique des maillages, on peut citer : l élimination des doublons, des vertex non référencés, des arêtes isolées, des faces et des vertex nuls. Les outils de r lage s appuient sur la mesure de l erreur quadratique moyenne, des surfaces de subdivision et des algorithmes de reconstruction de la surface du nuage de points sur la base de la technique du «ball-pivoting» et de l approche Poisson de reconstruction de la surface. Pour éliminer le bruit, MeshLab propose plusieurs filtres adoucissants et des outils d analyse et de visualisation de la courbure. MeshLab comprend un outil d enregistrement des cartes de distribution multiples basées sur le point le plus proche à l aide d un algorithme itératif. Il comprend également un système interactif permettant de modifier de manière interactive la couleur d un maillage afin de définir des sélections et d adoucir directement des caractéristiques provoquées par le bruit. MeshLab est disponible sous la majorité des systèmes d exploitation, notamment sous Windows, Linux, Mac OS X, et avec des fonctionnalités réduites sous ios et Android. Le système est compatible avec les formats (d entrée et de sortie) suivants : PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, VRML 2.0, U3D, X3D et COLLADA. MeshLab permet également d importer des nuages de points reconstruits via Photosynth. Ouvrir des fichiers PLY avec MeshLab Ouvrez le nuage de points avec MeshLab. Ce nuage a une extension en «.ply». Ouvrir MeshLab : Dans la partie supérieure de l écran principal se trouve un menu, en-dessous duquel se trouve une barre de tâches. La majeure partie de l écran est occupée par une zone de visualisation 3D. 3 1 Présentation de MeshLab (26 mars 2015)

4 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Importer un fichier de maillage : File > Import Mesh. Sélectionner un modèle de points (.ply) : dans la fenêtre Import Mesh sélectionnez le fichier correspondant au nuage de points que vous souhaitez importer et cliquez sur le bouton Ouvrir. Le logiciel de numérisation Horus enregistre par défaut les nuages de points sous le format «.ply». Affichage du nuage de points : une fois le fichier importé, vous pouvez visualiser en 3D la représentation dans l espace du nuage. Si le nuage de points provient d une numérisation de la texture, il apparaît avec les couleurs de la numérisation concernée. En revanche, si le nuage de points provient d une numérisation simple, tous les points apparaissent avec la couleur choisie au moment de la numérisation. 4

5 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Nettoyage du nuage de points : Il est possible que le nuage de points ne soit pas parfait et présente des points de bruit ou tout simplement des points que vous ne souhaitez pas inclure dans le modèle final. MeshLab permet de sélectionner et d éliminer ces points. Outil Sélectionner vertexes : vous trouverez dans la barre de tâches l outil Select vertexes permettant de sélectionner des points situés dans un espace en trois dimensions avec un rectangle, une figure en deux dimensions. Seleccionar los vértices: pvous pouvez ajouter plus de points à la sélection en appuyant sur la touche Control et en la maintenant appuyée tout en déplaçant votre souris avec le bouton gauche appuyé. Un symbole «+» apparaît à côté du curseur. Vous pouvez également dé-sélectionner les points sélectionnés au préalable en appuyant sur la touche Shift et en la maintenant appuyée tout en déplaçant votre souris avec le bouton gauche appuyé. Un symbole «-» apparaît à côté du curseur. Maintenez le bouton gauche de votre souris appuyé et déplacez le curseur sur l écran pour sélectionner les vertexes. Les vertexes sélectionnés sont affichés en rouge. Une fois les vertexes à éliminer sélectionnés, relâchez le bouton gauche de votre souris.. Éliminer les vertexes non désirés : une fois sélectionnés les vertexes à éliminer, cliquez sur Delete Selected Vertex dans la barre d outils. 5

6 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Nuage de points propre : il est important que le nuage de points à reconstruire comporte peu de bruit. L algorithme de reconstruction filtre une partie du bruit mais si le nuage comporte beaucoup de points n appartenant pas au modèle, le résultat de la reconstruction peut ne pas être précis. Traitement du nuage de points Pour traiter un nuage de points, vous devez créer les normales de l objet : Menu calculer les normales : Filters > Normals, Curvatures and Distortion > Compute normals for point sets. Fenêtre calculer les normales : modifiez la valeur du Neighbour number, qui représente le nombre de points voisins que doit avoir un d eux pour calculer la normale. Nous vous recommandons de choisir 10, 50 ou 100 comme valeur initiale. Il est possible que vous deviez modifier cette valeur plus tard. Nous vous recommandons de conserver les autres valeurs par défaut. Une fois le paramètre modifié, cliquez sur le bouton n Apply (Appliquer). Le programme met quelques secondes à calculer les normales. Une fois le calcul terminé, cliquez sur le bouton Cerrar Close (fermer). 6

7 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Afficher les normales: en règle générale, les meilleures reconstructions s obtiennent quand les normales pointent vers l extérieur de l objet. Pour afficher les normales, cliquez sur Render > Show Normals/Curvature. Pour les masquer, cliquez au même endroit. Afficher les normales : les normales sont représentées par des lignes bleues partant de la surface du nuage de points. Il n est pas toujours possible de faire en sorte que toutes les normales pointent vers l extérieur de l objet. La géométrie, la densité du nuage et le neighbour number choisi lors du calcul des normales influent sur le résultat. Si les normales ne pointent pas vers l extérieur de l objet, nous vous recommandons de les recalculer en modifiant le neighbour number jusqu à obtenir un résultat satisfaisant. Reconstruction de l objet à partir du nuage de points Reconstruction de l objet à partir du nuage de points. Menu filtre de reconstruction : Filters > Remeshing, Simplification and Reconstruction > Surface Reconstruction: Poisson. 7

8 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Fenêtre filtre de reconstruction : vous pouvez y modifier les valeurs de Octree Depth et Solver Divide. Les configurations recommandées pour ces paramètres sont des valeurs comprises entre 6 et 12 (si votre ordinateur n est pas très puissant, nous vous recommandons de fixer le maximum à 11). Nous vous recommandons de conserver les autres valeurs par défaut. Plus les valeurs de ces variables augmentent, plus la précision du modèle final augmente, mais le temps de traitement augmente également. Une fois les valeurs modifiées, cliquez sur le bouton Apply (appliquer). Le temps de traitement peut aller de quelques secondes à plusieurs minutes. Il est possible que la mention «Ne répond pas» apparaisse pendant le processus. À moins que n apparaisse une fenêtre émergente, vous ne devez pas fermer la fenêtre. Le temps de traitement dépend des caractéristiques de l ordinateur sur lequel s exécute le programme. Nous vous déconseillons d utiliser des ordinateurs avec de faibles spécifications. Une fois le processus de reconstruction terminé, cliquez sur le bouton Close (fermer). Visualisation du résultat de la reconstruction Une fois la reconstruction terminée, les couches du nuage de points et de l objet reconstruit sont superposées. Pour visualiser uniquement le résultat de la reconstruction, masquez la couche du nuage de points. 8

9 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Fenêtre d affichage des couches : pour afficher cette fenêtre, allez dans View > Show Layer Dialog. Masquer la couche du nuage de points : l icône œil située à gauche du nom de chaque couche sert à indiquer leur visibilité. En cliquant sur cette icône, vous masquez ou affichez la couche correspondante. Masquez la couche contenant le nuage de points pour mieux visualiser la reconstruction. Enregistrement du résultat de la reconstruction Menu exporter le maillage : allez dans File > Export Mesh... 9

10 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Fenêtre d exportation : sélectionnez le format STL et naviguez jusqu au dossier où vous souhaitez enregistrer le fichier, puis cliquez sur le bouton Save (enregistrer). Préférez le format STL car il s agit d un format pris en charge par les programmes d impression 3D par couche. Vous pouvez choisir un autre format si vous voulez exporter le fichier à d autres fins. Réunir des nuages de points avec MeshLab Parfois, du fait de la géométrie de l objet numérisé ou du nombre de lasers utilisés, le nuage de points est incomplet. Il faut numériser à nouveau l objet en le plaçant dans une autre position ou en utilisant un autre laser, puis réunir les nuages de points. Nous allons ici prendre l exemple de deux nuages de points. Néanmoins, vous pouvez réaliser ce processus avec autant de nuages de points que vous le souhaitez ; le principe est le même. Ouvrez les fichiers «.ply» correspondant aux nuages de points des deux numérisations. Dans le volet d affichage des couches (Ctrl + L), sélectionnez une couche et calculez ses normales. Une fois le processus terminé, répétez l opération pour l autre couche. Vérifiez visuellement (en affichant les normales de chaque couche) que les normales ont été calculées correctement. Outil aligner : l outil Align se trouve dans le menu Edit. 10

11 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Panel Alinear: cliquez sur la première couche puis sur le bouton Glue Here Mesh (coller le maillage ici). Le premier nuage de points est ainsi fixé dans l espace. Sélectionnez ensuite la seconde couche puis cliquez sur le bouton Point Based Glueing (coller à partir des points) pour ouvrir une nouvelle fenêtre. Cette fenêtre vous permet d orienter les nuages de points pour simplifier l alignement des points. Sélectionnez au moins trois points sur un des nuages de points et la paire correspondante sur l autre nuage. Pour sélectionner un point, faites un double-clic droit sur le nuage de points choisi. Les points sélectionnés sont numérotés afin d éviter les erreurs. Si vous avez choisi un mauvais point, cliquez sur le bouton Cancel (annuler) puis rouvrez la fenêtre. En effet il n est pas possible de revenir en arrière. Une fois les points sélectionnés dans les deux nuages, cliquez sur le bouton OK. Vérifiez que les nuages de points sont bien alignés. Si ce n est pas le cas, répétez l étape précédente jusqu à obtention d un résultat satisfaisant. Pour finaliser l alignement, cliquez sur le bouton Process (traiter). 11

12 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Visualisation des nuages de points alignés : le résultat de l alignement est visible d un seul coup d œil. Il y a plus de détails et le manque de points est corrigé. Réunir des nuages de points Les nuages de points alignés lors de l étape précédente ne sont pas unis. Il s agit en effet de nuages de points distincts. Il est nécessaire de les réunir pour pouvoir réaliser la reconstruction de l objet. Menu réunir des couches Réunir des couches visibles : allez dans Filters > Mesh Layer > Flatten Visible Layers. Fenêtre Réunir des couches visibles : sélectionnez l option Keep unreferenced vertices. Cliquez sur le bouton Apply (appliquer). 12

13 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Réunir des nuages de points permet d obtenir un nouveau nuage de points d une meilleure résolution. Une fois les couches réunies, vous devez recalculer les normales du nouveau nuage de points. Pour obtenir le modèle reconstruit, procédez comme expliqué précédemment. Adoucir les résultats de la reconstruction La reconstruction d objets à partir d un nuage de points ne donne pas toujours des résultats parfaitement précis. Le manque de points affecte la reconstruction. Ce problème ne peut pas toujours être résolu en réunissant plusieurs nuages de points. Nous pouvons prendre l exemple du globe utilisé au début de ce guide : sa base ne peut pas être numérisée (car le globe repose dessus) et sa partie supérieure n a pas de points à cause de sa géométrie. Néanmoins, l algorithme de reconstruction a pour objectif de toujours fermer les faces afin d obtenir une surface fermée. Partie supérieure avant reconstruction Partie inférieure avant reconstruction Partie supérieure après reconstruction Partie inférieure après reconstruction Comme vous pouvez le constater, le processus de reconstruction a fermé la partie supérieure et inférieure mais le résultat est perfectible. Afin d améliorer ce résultat, vous pouvez appliquer des filtres adoucissants aux zones mal reconstruites. 13

14 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Outil de sélection de faces : cet outil fonctionne de la même manière que celui de sélection des vertexes. Il y a une seule différence : ici ce sont des faces qui sont sélectionnées. Sélection des faces à corriger : maintenez appuyé le bouton droit de votre souris et déplacez le curseur pour sélectionner les faces à adoucir. Attention, vous devez sélectionner les faces visibles mais aussi les faces situées à l intérieur du rectangle et qui ne sont pas visibles dans la perspective actuelle. Pour dé-sélectionner les faces que vous ne voulez finalement pas modifier, faites un clic gauche sur l outil de sélection de faces dans la barre de tâches. Modifiez la position de l objet pour visualiser les faces que vous voulez dé-sélectionner. Une fois l objet dans la position désirée, cliquez à nouveau sur l outil de sélection de faces. Au cours de ce processus, les faces sélectionnées au préalable sont toujours sélectionnées. Enfin, appuyez sur la touche Majuscule en déplaçant le curseur sur les faces que vous voulez dé-sélectionner. Quand seules restent les faces à adoucir, cliquez sur l outilde sélection de faces. Les faces restent sélectionnés. Menu filtre adoucissant : appliquez le filtretaubin Smooth aux faces sélectionnées en allant dans Filters > Smoothing, Fairing and Deformation > Taubin Smooth. 14

15 Reconstruction du nuage de points avec MeshLab Filtre Taubin Smooth : vous pouvez modifier plusieurs paramètres. Nous vous conseillons d activer la case Preview pour voir en temps réel l effet sur l objet de la modification des paramètres. Nous vous recommandons de conserver la valeur par défaut du paramètre Lambda. Ici, nous avons modifié le paramètre Mu et les Smoothing steps. Selon les erreurs commises sur les faces lors de la reconstruction, les paramètres seront différents. Nous vous recommandons donc de tester plusieurs valeurs jusqu à trouver la bonne solution. Une fois modifiés les paramètres voulus, cliquez sur le bouton Apply (appliquer). Le résultat de l application du filtre est manifeste. L application du filtre à toutes les faces d un objet entraîne une diminution des détails, c est pourquoi vous devez la limiter aux faces à corriger. Partie supérieure après l application du filtre adoucissan Partie inférieure après l application du filtre adoucissant 15

16 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare 2 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Quelques mots sur CloudCompare 2 CloudCompare est un logiciel de traitement de nuages de points (par exemple obtenus avec un scanner 3D). Il permet également de traiter des maillages triangulaires et des images calibrées. Ce logiciel a été créé dans le cadre d une collaboration entre Telecom ParisTech et le département de R&D de EDF. Le projet CloudCompare a débuté en 2003 avec la thèse de doctorat de Daniel Girardeau-Montaut portant sur la détection de changement sur des données géométriques tridimensionnelles. À l époque l objectif principal était de détecter rapidement des changements dans les nuages de points de haute densité obtenus avec des scanners lasers dans des installations industrielles (par exemple des centrales électriques) ou des sites de construction. Le logiciel a ensuite évolué pour devenir un programme de traitement des données 3D plus général et avancé. Il s agit d un logiciel libre. CloudCompare propose un ensemble d outils de base pour l édition et le rendu de nuages de points et de maillages triangulaires. Il propose également plusieurs algorithmes de traitement avancés pour réaliser des tâches telles que des projections, des enregistrements, des calculs de distance, des statistiques, la segmentation ou l estimation de caractéristiques géométriques. CloudCompare est disponible sous Windows, Linux et Mac OS X aussi bien pour des architectures de 32 ou de 64 bits. Il est développé en C ++ avec Qt. Ouvrir des fichiers PLY avec CloudCompare Ouvrez dans CloudCompare un nuage de points avec une extension en «.ply». Ouvrir CloudCompare : dans la partie supérieure de l écran principal se trouve un menu, endessous duquel se trouve une barre de tâches. Une barre d outils est située sur le bord gauche de l écran. Sur la partie inférieure de l écran se trouve une console. Enfin une zone de visualisation 3D occupe le reste de l espace Présentation de CloudCompare (23 février 2015)

17 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Importer un fichier de maillage : allez dans File > Open. Sélectionner un modèle de points (.ply) : dans la fenêtre Open file(s), sélectionnez le fichier correspondant au nuage de points que vous souhaitez traiter puis cliquez sur Ouvrir. Le logiciel de numérisation Horus enregistre par défaut les nuages de points sous le format «.ply». Vous devez donc sélectionner ce format dans le menu déroulant. Propriétés fichiers «.ply» : cette fenêtre apparaît à l ouverture d un fichier «.ply» avec des options de configuration avancées. Nous vous recommandons de conserver les valeurs par défaut. Pour ouvrir le fichier, cliquez sur Apply (appliquer). 17

18 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Affichage du nuage de points : une fois le fichier importé, vous pouvez visualiser en 3D la représentation dans l espace du nuage. Si le nuage de points provient d une numérisation de la texture, il apparaît avec les couleurs de la numérisation concernée. En revanche, si le nuage de points provient d une numérisation simple, tous les points apparaissent avec la couleur choisie au moment de la numérisation. Nettoyage du nuage de points : Il est possible que le nuage de points ne soit pas parfait et présente des points de bruit ou tout simplement des points que vous ne souhaitez pas inclure dans le modèle final. CloudCompare permet de sélectionner et d éliminer ces points. Outil Segmenter : pour nettoyer le nuage de points, commencez par sélectionner la couche le contenant. Pour cela, cliquez sur la couche Cloud dans l arborescence de fichiers située sur le volet gauche. Puis cliquez sur l outil Segment dans la barre de tâches. Cet outil permet de sélectionner des points situés dans un espace en trois dimensions avec un polygone, une figure en deux dimensions. Comment? Il s agit d une boîte dans laquelle vous pouvez modifier une des faces. Tous les points compris dans cette face (avant et arrière) sont sélectionnés. 18

19 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Pausa y posición: en ocasiones, los puntos que se quieren eliminar no se encuentran visibles desde el punto de vista inicial. La herramienta Segmentar se compone de varias acciones: Pause, Selection, Segment in, Segment Out, Clear segmentation, Confirm segmentation, Confirm and delete hidden points and Cancel. Pause permet d orienter le nuage de points librement, sans sélectionner aucun point. Une fois le nuage de points dans la position souhaitée, cliquez de nouveau sur Pause pour débuter la sélection des points. Segmenter vers l extérieur : l action de Sélection permet de sélectionner des points à l aide d un polygone ou d un rectangle. Pour utiliser la Sélection polygonale, faites un clic gauche où vous voulez placer le premier côté, puis un deuxième clic où vous voulez placer le deuxième côté, et ainsi de suite. Une fois le polygone de sélection défini, faites un clic droit. Puis, cliquez sur l une des deux actions de segmentation. Il existe deux types de segmentation : Segment in et Segment out. Segment out laisse visibles les points qui ne sont pas situés à l intérieur du polygone de sélection et déplace les autres dans une couche masquée. 19

20 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Segment in: À l inverse, Segment out laisse visibles les points situés à l intérieur du polygone de sélection et déplace les autres dans une couche masquée. Nettoyage du nuage de points : en appuyant sur l action de segmentation, les points exclus ne seront plus affichés. Pour terminer la segmentation, deux options sont possibles. Vous pouvez cliquer sur Confirm and delete hidden points pour éliminer les points masqués sélectionnés préalablement. Vous pouvez également cliquer sur Confirm segmentation pour séparer en couches distinctes les points à éliminer et les points à conserver. Éliminer la couche de points rejetés : si vous avez sélectionné l option Confirm segmentation nous vous conseillons d éliminer la couche de points rejetés. Pour cela, cliquez sur la couche les contenant puis faites un clic droit sur elle. Dans le menu déroulant, sélectionnez l option Delete. 20

21 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Résultat du nettoyage du nuage de points : une fois le nuage de points nettoyé, les côtés jaunes de la boîte contenant le nuage de points sont bien plus rapprochés qu au départ. Pour le meilleur résultat possible, il est important de nettoyer le nuage de points. Traitement du nuage de points : Pour traiter un nuage de points, vous devez créer les normales de l objet : Menu calculer les normales: commencez par sélectionner la couche contenant le nuage de points dont vous voulez calculer les normales. Puis allez dans Edit > Normals > Compute. Fenêtre calculer les normales : vous devez modifier le paramètre de l orientation. Nous vous recommandons de sélectionner l orientation Barycenter et de conserver les autres valeurs par défaut. Une fois le paramètre modifié, cliquez sur le bouton Apply (appliquer). Le programme met quelques secondes à calculer les normales. Une fois le calcul terminé, cliquez sur le bouton Close (fermer). 21

22 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Afficher les normales : les normales sont affichées par défaut. Si ce n est pas le cas, faites un clic droit sur la couche dont les normales ont été calculées puis cliquez sur Toggle normals. Pour les masquer, cliquez au même endroit. Pour une bonne reconstruction, les normales doivent pointer vers l extérieur de l objet. L objet doit donc apparaître en noir, la couleur des normales. Si ce n est pas l extérieur de l objet mais l intérieur qui est en noir, cela veut dire que les normales ont été calculées à l envers. Ici nous avons choisi Barycenter comme paramètre d orientation et les normales zxvc ont toujours été calculées vers l extérieur de l objet. Dans le cas où les normales seraient calculées à l envers, vous pouvez les inverser en allant dans Edit > Normals > Invert. Reconstruction de l objet à partir du nuage de points À partir des normales générées précédemment, procédez à la reconstruction de l objet. Menu outil de reconstruction : l outil de reconstruction des nuages de points est situé dans Pluggins > Poison Surface Reconstruction. Cliquez sur l outil pour ouvrir la fenêtre correspondante. 22

23 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Fenêtre outil de reconstruction : vous pouvez modifier la valeur de Octree depth. Les configurations recommandées pour ce paramètre sont des valeurs comprises entre 6 et 12 (si votre ordinateur n est pas très puissant, nous vous recommandons de fixer le maximum à 11). Nous vous recommandons de conserver les autres valeurs par défaut. Plus la valeur de cette variable augmente, plus la précision du modèle final augmente, mais le temps de traitement augmente également. Une fois la valeur modifiée, cliquez sur le bouton OK. Le temps de traitement peut aller de quelques secondes à plusieurs minutes. Il dépend des caractéristiques de l ordinateur sur lequel s exécute le programme. Nous vous déconseillons d utiliser des ordinateurs avec de faibles spécifications. Importer les couleurs du nuage de points dans la reconstruction : une fois le processus de reconstruction terminé, une boîte de dialogue apparaît pour vous demander si vous souhaitez importer les couleurs du nuage de points dans la reconstruction. Si vous avez réalisé une numérisation de la texture ou que vous avez réalisé une numérisation simple mais que vous souhaitez conserver la couleur du nuage de points, cliquez sur le bouton Yes. Le processus d importation de la couleur peut durer de quelques secondes à plusieurs minutes en fonction de la quantité de points du nuage et des caractéristiques de l ordinateur utilisé. Si vous ne souhaitez pas importer la couleur, cliquez sur le bouton No. 23

24 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Enregistrement du résultat de la reconstruction Menu Enregistrer : pour conserver le résultat de la reconstruction, vous devez sélectionner la couche Mesh. Allez ensuite dans File > Save. Fenêtre d enregistrement : sélectionnez le format STL et naviguez jusqu au dossier où vous souhaitez enregistrer le fichier, puis cliquez sur le bouton Save (enregistrer). Préférez le format STL car il s agit d un format pris en charge par les programmes d impression 3D par couche. Vous pouvez choisir un autre format si vous voulez exporter le fichier à d autres fins. Réunir des nuages de points avec CloudCompare Parfois, du fait de la géométrie de l objet numérisé ou du nombre de lasers utilisés, le nuage de points est incomplet. Il faut numériser à nouveau l objet en le plaçant dans une autre position ou en utilisant un autre laser, puis réunir les nuages de points. Nous allons ici prendre l exemple de deux nuages de points. Néanmoins, vous pouvez réaliser ce processus avec autant de nuages de points que vous le souhaitez ; le principe est le même. Ouvrez les fichiers «.ply» correspondant aux nuages de points des deux numérisations. 24

25 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Outil aligner : sélectionnez les couches que vous souhaitez aligner et cliquez sur l outil Align situé dans la barre de tâches. Une fenêtre s ouvre avec la couche prise comme référence (en jaune) et la couche à aligner (en rouge). Cliquez sur le bouton Swap si vous souhaitez inverser les couleurs des couches. La couche prise comme référence devra être alignée et inversement. Cliquez sur le bouton OK pour poursuivre l alignement des couches. Sélection de points sur la couche à aligner : dans cette fenêtre, vous pouvez moduler l orientation des nuages de points pour faciliter l alignement des points. Sélectionnez au moins quatre points sur un des nuages de points dans la couche que vous souhaitez aligner. Les couches se chevauchant, nous vous conseillons de décocher la case Show reference cloud pour masquer le nuage de référence et ainsi pouvoir mieux sélectionner les points. Pour sélectionner un point du nuage, cliquez sur lui. Si vous voulez dé-sélectionner un point, cliquez sur la croix située à droite de ses coordonnées. Les points sont associés à une lettre et à un chiffre. La lettre «A» indique qu il s agit d un point appartenant à la couche que nous voulons aligner et le chiffre indique l ordre de sélection des points. 25

26 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Sélection de points dans la couche de référence : une fois sélectionnés les points de la couche que vous souhaitez aligner avec la couche de référence, sélectionnez les points correspondants dans la couche de référence. Pour sélectionner les points dans la couche de référence, vous devez masquer l autre couche. Néanmoins, vous aurez sans doute besoin de ré-afficher de temps en temps la couche masquée afin de vérifier la localisation des points de cette dernière. L ordre de sélection des points est très important. Vous devez sélectionner les points dans le même ordre. Afin d obtenir de bons résultats, vous devez vous assurer de sélectionner des points très similaires dans les deux couches. Comme pour l autre couche, les points sélectionnés sont associés à une lettre et à un chiffre. La lettre «R» indique qu il s agit d un point appartenant à la couche de référence et le chiffre indique l ordre de sélection des points. Une fois les points sélectionnés dans les deux couches, cliquez sur le bouton Confirmer. Informations sur l alignement : une fenêtre apparaît avec des informations sur le processus d alignement des nuages. Pour continuer, cliquez sur OK. Visualisation du résultat de l alignement : vous pouvez voir d un seul coup d œil que le nuage de points résultant de l alignement est plus dense et donc que le résultat de la reconstruction est plus précis. 26

27 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Réunir des nuages de points : les nuages sont alignés mais ils ne forment pas encore un seul nuage. Pour les réunir, sélectionnez-les puis allez dans Edit > Merge. Il est ainsi possible de calculer les normales et de reconstruire l objet comme expliqué précédemment. Imprimer les résultats de la reconstruction Traiter des nuages de points dans CloudCompare a un inconvénient : les objets ne sont généralement pas fermés. Par exemple, dans le cas de notre totem, la partie supérieure et la partie inférieure sont ouvertes après la reconstruction et le totem est creux. Cela peut occasionner des problèmes au moment de l impression 3D car le logiciel risque de considérer l objet comme un cylindre creux et imprimer seulement les parois. Nous allons vous expliquer comment résoudre ce problème avec le logiciel de laminage et d impression Cura. Découvrir Cura : voici l écran principal de Cura. Il comporte une barre de menu dans sa partie supérieure, une page sur le côté gauche comportant quatre onglets et une zone de visualisation 3D occupant le reste de l espace. Ouvrir un modèle 3D : pour ouvrir un modèle 3D, allez dans Fichier > Ouvrir un modèle. 27

28 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Fenêtre Ouvrir un modèle 3D : cette fenêtre vous permet de parcourir vos dossiers et de sélectionner le modèle 3D que vous souhaitez imprimer. Une fois sélectionné, cliquez sur le bouton Ouvrir. Visualisation du modèle : une fois le fichier ouvert, le modèle 3D apparaît dans la zone de visualisation 3D du logiciel. Vous pouvez modifier l orientation de la vue en maintenant appuyé le bouton droit de la souris. Vous pouvez également modifier le zoom à l aide de la molette de la souris. Vous pouvez constater dans cette vue que notre modèle 3D est creux. Affichage des couches d impression : Cura peut détecter les objets creux et les remplir automatiquement. Si lors de la reconstruction de l objet, des points sont restés à l intérieur du modèle, ce dernier ne sera pas rempli automatiquement. La meilleure manière de savoir si le modèle va s imprimer correctement est de passer en mode de visualisation Couches afin d afficher les couches qui seront imprimées par l imprimante. 28

29 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Laminage incorrect : pour savoir si Cura a rempli automatiquement le modèle, vous devez passer en mode de visualisation Couches. La barre située sur la droite représente le nombre de couches. Elle vous permet de moduler le nombre de couches affichées en déplaçant le curseur. Pour vérifier le remplissage de l objet, l idéal est d afficher le milieu du modèle. Le traitement des couches peut prendre un peu de temps. Une fois le processus terminé, si le modèle apparaît creux, c est donc qu il n a pas été rempli de manière automatique. À l inverse, si un maillage apparaît à l intérieur du modèle, cela signifie que le modèle a été rempli automatiquement et qu il peut être imprimé. Voici ci-dessous un modèle qui n a pas été rempli automatiquement par le programme. Configuration avancée : pour résoudre ce problème de remplissage du modèle, ouvrez la fenêtre de Configuration experte. Pour cela, allez dans Expert > Open Expert Settings. Par défaut, dans la dernière section (Fix horrible), seule la case Combiner l ensemble (option A) est cochée. Pour remplir entièrement l objet, vous devez également cocher la case Combiner l ensemble (option B). Une fois la case sélectionnée, cliquez sur le bouton OK. 29

30 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Une fois le fichier d impression (GCode) généré, vous devez rouvrir la Configuration experte et annuler les modifications réalisées. Si vous ne le faites pas, il est possible que des erreurs ou des remplissages non souhaités se produisent lors de futurs laminages. Laminage correct : vérifiez que les changements réalisés dans la Configuration experte ont résolu le problème de remplissage du modèle en affichant une des couches intermédiaires de l objet comme fait précédemment. Ci-dessous, voici l image du modèle parfaitement rempli et prêt à être imprimé. Menu d enregistrement : pour finir, enregistrez le fichier d impression (GCode) en allant dans Fichier > Sauver le GCode... 30

31 Reconstruction du nuage de points avec CloudCompare Fenêtre d enregistrement : parcourez vos dossiers jusqu à trouver l emplacement où vous souhaitez conserver le fichier. Une fois le nom du fichier et le dossier choisis, cliquez sur le bouton Enregistrer. 31

32 Pour plus d informations, contactez : support.3d.fr@bq.com diwo.bq.com