3d graphics

MeshLab является довольно популярной программой для манипуляции и визуализации трехмерных моделей, предоставляющий широкий набор инструментов. Он среди прочего предоставляет возможности по восстановлению и устранению проблем и ошибок в 3D моделях. О некоторых таких возможностях я бы хотел рассказать в статье. Кого заинтересовало, прошу под кат.

Довольно популярной проблемой при работе с 3D моделями является возникновение отверстий (holes, gaps). Такие проблемы возникают из-за несовершенной процедуры реконструкции сцены или недостаточной точности и качества 3D камер типа Microsoft Kinect.

Мы можем восстановить поврежденные поверхности моделей и закрыть дыры в программе Meshlab. Meshlab включает специальный фильтр для задачи закрытия отверстий в 3D моделях.

В начале откроем Meshlab и импортируем модель: File > Import Mesh.

Здесь показан пример модели с отверстием

Применим фильтр. Откроем в верхнем меню Filters > Remeshing, Simplification > Close Holes

Откроется диалог настройки параметров

Введем значение для параметра Max size to be closed и нажмем Apply. В моем случае хороший результат дало значение 210.

Результат применения фильтра

Выглядит неплохо, не правда ли?

Как мы видим не нужно писать специальный скрипт для закрытия отверстий. Все работает "из коробки".

Решение проблемы с дубликат вершины в модели

После применения фильтра Close Holes при экспорте модели в obj файл могут возникнуть вершины-дубликаты, т.е. вершины с одинаковыми координатами. Это может привести к некорректной обработке модели при использовании библиотек типа OpenMesh.

Давайте создадим obj файл со следующим содержимым:

v 0 0 0
v 1 0 0
v 0 1 0
v 1 1 0
f 0 1 2
f 1 2 3

Создадим скрипт test_duplicates.py с использованием библиотеки OpenMesh (туториалы по ней можно посмотреть здесь)

import openmesh as om import numpy as npmesh_3 = om.read_trimesh('duplicate_vert_test.obj')print('Test duplicate vertices')for i, vh in enumerate(mesh_3.vertices()):    print('Vertices adjacent to vertex ', i)    for vh_n in mesh_3.vv(vh):        print(vh_n.idx())

Запустим его

Vertices adjacent to vertex  021Vertices adjacent to vertex  102Vertices adjacent to vertex  210Vertices adjacent to vertex  3Vertices adjacent to vertex  4

Добавим дубликат вершины

v 0 0 0
v 1 0 0
v 0 1 0
v 1 1 0
v 1 0 0
f 0 1 2
f 4 2 3

Здесь мы добавили еще одну вершину с координатами 1 0 0.

Запустим скрипт еще раз

Vertices adjacent to vertex  0Vertices adjacent to vertex  132Vertices adjacent to vertex  213Vertices adjacent to vertex  321Vertices adjacent to vertex  4

Сейчас мы видим, что для вершины 0 нет соседних вершин, зато для вершины 3 появились две соседние вершины 2 и 1. Кажется, что вершина 4 перетянула к себе всех соседей вершины 0, с которой имеет одинаковые координаты.

Попробуем удалить дубликаты вершин на модели из примера выше. Импортируем модель

Здесь мы видим множество цветных граней.

Применим специальный фильтр для удаления дубликатов вершин

Filters -> Cleaning and Repairing -> Remove duplicate Vertices

Результат применения фильтра

Если мы применим фильтр на нашей первоначальной простой модели после экспорта модели мы получим obj файл следующего содержания

vn 0.000000 -nan(ind) 0.000000
v 0.000000 0.000000 0.000000
vn 0.000000 0.000000 -0.785398
v 1.000000 0.000000 0.000000
vn 0.000000 0.000000 -0.785398
v 0.000000 1.000000 0.000000
vn 0.000000 0.000000 -1.570796
v 1.000000 1.000000 0.000000
# 4 vertices, 0 vertices normals
f 4//4 2//2 3//3
# 1 faces, 0 coords texture

На этом все. Удачи в использовании MeshLab для манипуляции с 3D моделями и до новых встреч.

В своей работе мы много общаемся с клиентами, и в результате у нас собрался целый пул часто задаваемых вопросов по линейке SOLIDWORKS. Тогда мы решили записать серию коротких видеороликов с ответами. Новые вопросы поступали, количество роликов росло В итоге мы решили организовать свой YouTube-канал Школа SOLIDWORKS, чтобы пользователи могли быстрее получать интересующую их информацию.

В этой заметке мы ответим на некоторые наиболее актуальные вопросы. Минимум воды, максимум пользы. Итак, начинаем наш краткий ликбез.

1. Как установить существующую библиотеку материалов

Файлы с расширением .sldmat содержат сведения о механических и физических свойствах материалов. Если вы скачали библиотеку с сайта i-tools.info, следующие 5 шагов помогут вам ее установить. Для добавления библиотеки необходимо открыть любую деталь в SOLIDWORKS:

1. В дереве конструирования FeatureManager нажимаем правой кнопкой мыши на Материал.

2. Выбираем пункт Редактировать материал.

3. В левом поле открывшегося окна кликаем в любом месте правой кнопкой мыши и выбираем Открыть библиотеку.

4. Выбираем директорию, в которой находится файл .sldmat, либо копируем его в папку с пользовательскими материалами SOLIDWORKS. Уточнить папку, выбранную по умолчанию, можно в разделе Настройки пользователя Месторасположение файлов Отобразить папки для Базы данных материалов.

5. Выбираем файл с расширением .sldmat и нажимаем кнопку Открыть.

Библиотека установлена! Если она не отображается в окне, необходимо закрыть и вновь открыть окно редактирования материала.

2. Можно ли работать на любом компьютере с установленным SOLIDWORKS, используя лишь свою лицензию?

ДА! Это называется онлайн-лицензирование SOLIDWORKS Online Licensing. Вам потребуются лишь компьютер с доступом в интернет и SOLIDWORKS выше версии 2018 года.

Данная функция важна пользователям, которые сталкиваются с ошибками активации лицензий SOLIDWORKS или которым необходимо использовать одну лицензию SOLIDWORKS на нескольких компьютерах.

Можно сказать, это лицензия SOLIDWORKS, которая находится в облаке.

3. В чем отличие SOLIDWORKS Simulation Standard и пакета Simulation Standard, входящего в SOLIDWORKS CAD Premium?

a) В SOLIDWORKS CAD Premium нельзя строить диаграмму усталости, усталостные напряжения и получать количество циклов до разрушений.

b) В SOLIDWORKS Simulation Standard доступен анализ тенденций, то есть построение зависимостей в результатах различных повторов статического исследования. Например, меняя нагрузку, можно отслеживать напряжение, перемещение и т.д.

4. Как показать основные плоскости компонентов в сборке?

Для этого нужно включить Просмотр плоскостей:

А затем выбрать значок Скрыть / Показать основные плоскости:

5. Как выбирать спрятанные грани, не применяя функцию Скрыть деталь?

Например, вам нужно выбрать грань для создания сопряжений. Самый простой способ навести курсор мыши на спрятанную грань и нажать клавишу Alt (деталь, которая закрывает нужную вам грань, станет прозрачной), а если деталь спрятана глубже, нажмите Alt еще раз.

6. Как посмотреть на деталь из сборки, не открывая деталь отдельно?

Нажимаем правой кнопкой мыши на интересующую нас деталь и выбираем функцию Окно предварительного просмотра компонента.

Открывается отдельное окно с выбранной деталью, в котором можно выбирать грани для сопряжения с другими деталями из сборки. Кроме того, с помощью функции Синхронизировать ориентацию вида обоих графических окон мы можем вращать сборку и деталь синхронизировано, что поможет при выборе сопряжений.

Хотите узнать больше? Подписывайтесь на наш YouTube-канал и изучайте SOLIDWORKS самостоятельно. Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

Автор: Максим Салимов, технический специалист ГК CSoft, solidworks@csoft.ru

Травма

В 2008 году Шульц подписал контракт с новой командой. Во второй гонке Международной серии чемпионов (ISOC) по снокроссу он засиделся на старте и решил приложить все усилия, чтобы наверстать упущенное. Не рассчитав траекторию на пересеченной местности, Шульц потерял равновесие и вылетел из своего снегохода.

Он приземлился всей своей массой на левую ногу, которая в этот момент была полностью выпрямлена. Удара такой силы она не выдержала. Такое не приснится в страшном сне: моя нога оказалась у меня на груди, вспоминает Шульц. Я буквально ударил себя пальцем ноги по подбородку!

За свою гоночную карьеру Шульц перенес много повреждений, но эта травма не шла ни в какое сравнение с обычным переломом. Чтобы гонщик выжил, ему пришлось ампутировать левую ногу примерно на 7 сантиметров выше колена.

Только вперед

По словам отца Шульца, первое, что сказал его сын, отойдя от наркоза после операции, было: Надо жить и двигаться дальше. Весной 2009 года Шульц встал на свой первый протез. Несколько месяцев спустя он понял, что нужно кое-что получше, а именно такой протез, который позволил бы ему вернуться в спорт. Шульц был убежден, что сможет спроектировать его сам.

По своему гоночному опыту Шульц знал, как держать тело, чтобы успешно пройти трассу. Он также хорошо разбирался в подвеске и других механических компонентах своих снегоходов. Оставалось лишь применить это понимание для построения новой ноги.

Выжав максимум возможного из своей природной любознательности, вспомнив уроки черчения в девятом классе и потратив горы бумаги (а ластиков еще больше), Шульц вел разработку нового протеза ноги, с которым он вернулся бы к любимому делу. Чертежи, исправления, снова чертежи... и наконец, через полтора месяца проект был готов. Начались работы по изготовлению.

Через семь месяцев после травмы Шульц вышел на соревнования по суперкроссу Summer XGames и выиграл серебряную медаль на ноге, которую он сконструировал в своем гараже.

Помощь нужна многим

Именно в это время Шульц осознал, что его изобретение способно помочь не только ему самому, но и многим товарищам по несчастью.

Шульц видел, что вокруг много людей, перенесших ампутацию, но не потерявших тяги к езде на снегоходах, катанию на сноуборде и другим физическим активностям. Шульц начал раздумывать о том, как сделать изделие более универсальным. В начале 2010 года он основал компанию BioDapt, чтобы разрабатывать и производить высокоэффективные протезы ног для тех, кто не хочет отказываться от активного образа жизни и в том числе управлять автомототехникой.

Решение конструкторских проблем

Шульц готовит 2D-эскизы и передает их конструкторам, комментируя все неясные моменты. Дальнейшую проработку инженеры ведут в 3D CAD-системе.

SOLIDWORKS делает процесс намного проще и быстрее и позволяет нам добиваться гораздо большего, с энтузиазмом говорит Шульц. Компьютерные модели наших изделий мы испытываем в цифровом формате с помощью SOLIDWORKS Simulation, чтобы выявить все слабые места.

При разработке модели VF (Versa Foot) 2 перед инженерной командой стояла задача обеспечить компактность, не проиграв при этом в прочности, ведь в реальных условиях динамические нагрузки на протез могут превышать 2200 Н (225 кгс). Еще одна успешно решенная конструкторами задача это уникальная система опорных катков Moto Knee.

Рабочий ход амортизатора составляет 5 см, и нам нужно было сделать так, чтобы коленный шарнир за это время сгибался на 130 градусов, рассказывает Шульц.

SOLIDWORKS позволяет команде BioDapt работать не только вместе в офисе, но и дистанционно. Хотя сам Шульц регулярно выезжает на соревнования, он не теряет связей с коллегами и не отрывается от рабочего процесса. Шульц утверждает:

Возможность обмениваться проектными данными во время поездок ключ к постоянному прогрессу нашей компании.

Открывая двери для других

Супруга Шульца Сара была свидетелем того, как многие новые клиенты впервые надевали протезы BioDapt, и очень впечатлена их реакцией:

Их глаза светятся надеждой, к ним возвращается возможность заниматься любимым делом. Люди говорят Шульцу: Ты вернул меня к жизни.

В 2018 году на Паралимпийских играх 2018 года на пьедестал почета поднимались девять сноубордистов с протезами BioDapt. В общей сложности на их счету в этих соревнованиях 11 медалей.

Это был настоящий момент гордости для меня и всей моей компании, делится впечатлениями Шульц. Завоевать медаль самому это здорово, но еще большего стоит то, что ты можешь дать позитивный импульс многим другим людям.

Компания BioDapt продолжает развивать универсальность своих изделий. Идея Шульца в том, чтобы они позволяли заниматься как можно большим количеством видов спорта и других активностей. Сегодня систему Moto Knee можно использовать для катания на сноуборде, лыжах, велосипеде, внедорожных мотоциклах и квадроциклах, а также в силовых тренировках, верховой езде и водных видах спорта. Этот список продолжает расширяться: BioDapt ведет новые исследования и разработки, чтобы помочь тем, кто из-за ограниченных физических возможностей не мог раньше жить полноценной жизнью.

Свяжитесь с экспертом SOLIDWORKS, чтобы найти ответы на вопросы и обсудить любые Ваши потребности