Облако точек в полигональную сетку

От точек к поверхности, которую можно напечатать

Облако точек — это список координат, а почти всякий следующий инструмент — слайсер, игровой движок, рендерер — ждёт вместо них треугольники. Этот бесплатный онлайн-инструмент восстанавливает поверхность по данным LAS, LAZ, PLY, XYZ или PCD и экспортирует STL, GLB, PLY или OBJ целиком в вашем браузере.

Типичные преобразования

• LAS в STL и LAZ в STL — отправить скан на 3D-принтер
• XYZ в STL — построить сетку по обычному текстовому списку точек
• Облако точек PLY в полигональную сетку — замкнуть фотограмметрический скан
• Облако точек в GLB — выложить скан в веб, не потеряв цвета

Как работает реконструкция

Облако помещается в равномерную воксельную сетку. Каждый узел сетки хранит расстояние до ближайшей точки; если вычесть из него выбранный радиус, получится поле, отрицательное внутри объединения шаров, построенных вокруг точек, и положительное снаружи. Поверхность — это граница между ними, и извлекается она алгоритмом Surface Nets: одна вершина на каждую ячейку, которую эта граница рассекает, и один четырёхугольник на каждое ребро сетки, которое она пересекает.

Результат замкнут, является многообразием (manifold) и имеет согласованную ориентацию граней, причём нигде в конвейере нормали не оценивались. Это важно: реконструкции Пуассона, обычной альтернативе, нужны нормали в каждой точке, направленные строго наружу, а угадывание их на зашумлённом скане даёт поверхность, местами уверенно неправильную. Полю расстояний нормали не нужны вовсе.

Что делают регуляторы

Разрешение сетки задаёт число ячеек вдоль самой длинной оси и служит потолком детализации — ничего мельче одной ячейки не сохранится. Его удвоение обходится примерно в восемь раз большим объёмом памяти.

Радиус точки — это размер шара, построенного вокруг каждой точки, измеренный в ячейках. Примерно ниже одной ячейки шары перестают перекрываться и поверхность рассыпается на комки; выше двух ячеек замыкается всё, но детали смягчаются.

Сглаживание выполняет проходы лапласиана по готовой сетке. Один проход почти ничего не стоит; пять начнут «съедать» тонкие элементы.

Трезво о том, на что это способно

Это воксельное приближение, и о его пределах стоит сказать прямо:

• Детализация ограничена сеткой. Всё, что мельче ячейки, исчезает.
• Разрывы закрываются. Всё, что уже диаметра шара, будет перекрыто мостиком — включая окна, перила и промежутки между листьями.
• Острые рёбра возвращаются скруглёнными примерно на радиус шара. Это не CAD-реконструкция.
• Сканирование только внешней стороны объекта даёт оболочку, а не сплошное тело: внешнюю и внутреннюю поверхности, разнесённые на два радиуса.

Для лучшего результата сначала проредите облако до равномерной плотности — это умеет «Обработчик облаков точек», он же обрезает область и убирает выбросы. Каждый шаг, включая распаковку LAZ, выполняется локально в вашем браузере.