复刻Artec的3D恐龙头骨

30/01/2012

Artec 3D 扫描仪可以将现实的物体转变为虚拟的 3D图像。感谢数字化设计专家Thingiverse.com 的成员—吉安·帕布罗·维拉米尔,Artec 恐龙头骨的扫描图像可以在真实世界中通过复刻机得以还原。Artec会见了吉安·帕布罗来探讨还原特暴龙头骨的细节。

Artec: 吉安·帕布罗,您可以告诉我们一些3D模型复刻准备工作的一些细节吗?您使用的是那种3D复刻机来还原特暴龙头骨的?

我很早以前就开始使用Makerbot 3D 复刻机,并且多次尝试用其来复刻形状复杂的物体。我对恐龙头骨尤为感兴趣:然而因为版权的问题,在网络上很难找到高质量的恐龙头骨扫描图像。我很高兴在Artec的官方网站上找到了高质量的特暴龙头骨扫描图像,并且设置了相关复刻的物理副本。

Artec: 您不可能直接将3D模型发送至复刻机复刻,是吧?您是怎样对模型进行前处理的呢?您用过什么特殊的处理手段吗?

我首选的复刻模型处理软件是 Netfabb Studio Basic, 一款免费软件。 Netfabb还提供一款功能更加强大的专业版。这款软件支持缩放、切片、旋转并且支持多种格式的三维模型,重点功能是3D复刻应用。

当我用Netfabb打开特暴龙头骨进行处理时,令我十分惊喜:模型非常完美,非常适合复刻。Netfabb 会对模型进行全方位扫描,找出会导致复刻出错的不规则区域,并将其置为高亮。多数模型无法直接用于3D复刻,因为会显示很多错误。然而事实上,特暴龙的头骨以及Artec的所有模型,也同样是这样,所以需要进行加工。

下一步就是要处理头骨内部的边界框。我所要做的就是旋转模型的X和Y轴。Makerbot复刻机有一个有限的复刻区域 (约为4.5立方英寸), 所以我需要将头骨分割成很多段, 使它们可以顺利复刻。除此之外,头骨中还包括很多复杂的细节和镂空悬体,所以我还要复刻一个“支架”以便固定它们。但如果将模型分割的话,就可以减少这种支撑结构的需要。

Artec: 所以您就将 3D模型切割成了很多部分?

是的。 通过使用Netfabb软件, 我按照模型的水平线将其分为了上下两个部分,并按照纵轴将其分为前后两个部分。我在模型中所做的切割都是本着这样的原则:切割线必须要将模型中较大的孔分开。之后再添入临时的支撑材料,以便以后清除。

我将4各部分保存为一个单独的STL格式文件,并使用Netfabb的输出指令,将其载入到 ReplicatorG中, 这是一款处理Makerbot复刻的应用程序。我在ReplicatorG中使用移动和旋转指令来校正这些片段。预览屏幕显示的是复刻区域的立体轮廓,所以我可以根据其判断模型是否合适.

复刻期间,3D模型要被转化成一系列的指令,来控制3D复刻机的喷头如何移动,以及塑料的喷出量。 这些指令被称为G-代码。 我在ReplicatorG中使用了这个选项,指定选用最高分辨率进行复刻和使用辅助材料。然后用Pleasant3D预览生成的代码,一切看上去都很好。

Artec: 您使用的是什么样的复刻材料呢? 复刻的过程一般耗时多久??

我使用的是棕色的ABS工程塑料来复刻的这个头骨,因为它最接近标本的原始颜色。我在复刻机中装了一盘塑料后就开始复刻工作了。如果不出现问题的话,加工每个部件所需的时间大约在2-4小时左右。

然后使用请即丙烯酸盐粘合剂将4各部分组合起来:一个看上去很逼真的特暴龙头骨就完成了。

Artec: !这和博物馆中真正的颅骨化石简直一模一样!3D复刻总是这么简单吗?

这个过程是非常容易,原因是Artec扫描图像的画质和精度非常高。这么高细节和复杂的模型,几乎没有错误就轻易地复刻成功,其实是非常罕见的。此外,对于3D复刻行业来讲,一个高质量的实物扫描模型是非常重要的。像Artec这样既廉价又高效的3D扫描仪,无疑对这个行业的发展起着非常重要的作用。

Artec: 非常感谢您, 吉安·帕布罗! 您确实完成了一项伟大的工作!我们非常喜欢您的特暴龙的颅骨,希望您能从我们的图像库中复刻更多的模型。预祝您的您的计划能够顺利进行!