تحويل سحابة النقاط إلى شبكة مضلعات

من النقاط إلى سطح قابل للطباعة

سحابة النقاط ليست إلا قائمة إحداثيات، بينما تطلب معظم الأدوات التالية في المسار — برنامج التقطيع، محرك الألعاب، محرك العرض — مثلثات بدلاً منها. تعيد هذه الأداة المجانية عبر الإنترنت بناء سطح من بيانات LAS أو LAZ أو PLY أو XYZ أو PCD وتصدّره بصيغة STL أو GLB أو PLY أو OBJ، وكل ذلك داخل متصفحك.

تحويلات شائعة

• LAS إلى STL وLAZ إلى STL — لنقل عملية مسح إلى طابعة ثلاثية الأبعاد
• XYZ إلى STL — لتحويل قائمة نقاط نصية بسيطة إلى شبكة
• سحابة نقاط PLY إلى شبكة مضلعات — لإغلاق مسح فوتوغرامتري
• سحابة نقاط إلى GLB — لنشر عملية مسح على الويب مع الحفاظ على ألوانها

كيف تعمل إعادة البناء

تُغلَّف السحابة داخل شبكة فوكسل منتظمة. تسجّل كل عيّنة في الشبكة مسافتها إلى أقرب نقطة؛ وطرح نصف قطر مختار من تلك المسافة يحوّلها إلى حقل قيمته سالبة داخل اتحاد الكرات المرسومة حول النقاط وموجبة خارجها. السطح هو الحد الفاصل بين المنطقتين، ويُستخرج بطريقة Surface Nets: رأس واحد لكل خلية يعبرها السطح، ومضلع رباعي لكل حرف من حروف الشبكة يقطعه.

النتيجة سطح مغلق ومتشعّب (manifold) ومتسق اتجاه الالتفاف، دون أي تقدير للمتجهات الناظمة في أي مرحلة من المسار. وهذا مهم: فإعادة بناء بواسون، وهي البديل المعتاد، تحتاج إلى متجهات ناظمة لكل نقطة تشير جميعها إلى الخارج، وتخمينها على مسح مليء بالضوضاء ينتج سطحاً خاطئاً بثقة في مواضع متفرقة. أما حقل المسافات فلا يحتاج إلى متجهات ناظمة إطلاقاً.

ما الذي تفعله عناصر التحكم

دقة الشبكة تحدد عدد الخلايا على المحور الأطول، وهي سقف الدقة — فلا شيء أصغر من خلية واحدة يمكن أن ينجو. ومضاعفتها تكلّف نحو ثمانية أضعاف الذاكرة.

نصف قطر النقطة هو حجم الكرة المرسومة حول كل نقطة، مقيساً بالخلايا. دون خلية واحدة تقريباً تتوقف الكرات عن التداخل ويتفتّت السطح إلى كتل؛ وفوق خليتين ينغلق كل شيء لكن التفاصيل تلين.

التنعيم يطبّق مرات لابلاسية على الشبكة النهائية. مرة واحدة تكاد تكون بلا تكلفة؛ أما خمس مرات فتبدأ في تنحيف العناصر الرفيعة.

كن واقعياً بشأن ما تستطيع هذه الطريقة فعله

هذا تقريب بالفوكسل، ومن الأفضل ذكر حدوده بوضوح:

• الدقة مقيّدة بالشبكة. كل تفصيل أدق من خلية واحدة يختفي.
• الطريقة تسدّ الفجوات. كل ما هو أضيق من قطر الكرة يُجسَّر — بما في ذلك النوافذ والدرابزين والمسافات بين أوراق الشجر.
• تعود الحواف الحادة مستديرة بمقدار نصف قطر الكرة تقريباً. هذه ليست إعادة بناء بمستوى CAD.
• مسح السطح الخارجي للجسم وحده يعطيك قشرة لا جسماً مصمتاً: سطحاً خارجياً وآخر داخلياً يفصل بينهما ضعف نصف القطر.

للحصول على أفضل النتائج، خفّض كثافة السحابة أولاً إلى كثافة منتظمة — يقوم بذلك معالج سحابة النقاط، إلى جانب الاقتصاص وإزالة القيم الشاذة. كل خطوة، بما فيها فك ضغط LAZ، تعمل محلياً داخل متصفحك.