engleski

New information procedures for obtaining optimal 3D model engraving inside crystal glass

3D model je osnovna građevna jedinica 3D računalne grafike i matematička reprezentacija trodimenzionalnog objekta u 3D programskom okruženju. 3D model reprezentira stvarni objekt koristeći skup informacija o poziciji točaka i drugih informacija u 3D prostoru. Osnovni gradivni 3D elementi mogu biti različiti poligoni, linije, zakrivljene površine, itd. 3D model se može dobiti računalnim modeliranjem, različitim tehnikama skeniranja objekata ili preoceduralnim modeliranjem koristeći razne algoritamske tehnike. Kako bi modelu dodali dimenziju realnosti potrebno je na njegovu poligonalnu mrežu primjeniti teksture u obliku fotografija, ilustracija, grafika ili kombinacija istih. Teksturom se površini modela mogu dodati detalji koji nisu ili se ne mogu modelirani poligonima, a koje svojom rezolucijom utječu na vrijeme procesuiranja i brzine prikaza. Za potrebe ovog rada koristi se dokazano najprihvatljiviji .obj format zapisa. U ovom radu će se govoriti o primjeni gotovog 3D modela kod laserskog graviranja unutar stakla. Za tu prigodu će se koristiti laserski stroj s laserskom cijevi maksimalne izlazne snage 3, 7 W i laserskom diodom s 532 nm valne duljine, klase 3B. Istraživanje je provedeno na različitim vrstama stakla od običnog float stakla do bijelog čistog K9 ili BK7 stakla debljina od 6mm do 100mm. Nisu korištena stakla s posebnim premazima, sigurnosna, kaljena ili žičana stakla. Rezultati nedvojbeno pokazuju da je moguće provesti graviranje u navedenim vrstama stakla, ali s različitom snagom laserske zrake. Najkvalitetniji rezultati su dobiveni graviranjem u K9 staklu, a najlošiji je rezultat graviranja u akrilnom (plexiglas) staklu. Očekivano, jer je K9 bistro i bezbojno optičko borosilikatno staklo s vrlo niskim stupnjem inkluzije i mjehurića. Predstavlja najkorištenije tehničko optičko staklo za izradu visoko kvalitetnih optičkih djelova u rasponu od vidljivog pa sve do IC spektra. Procesu graviranja prethodi konverzija i obrada poligonalnog modela u tzv. „oblak točkica“, s veličinom gravirane točkice od 0, 05mm. Zbog iznimno visoke temperature u točki graviranja, potrebno je utvrditi optimalan razmak između točkica kako ne bi došlo do pucanja stakla uslijed preklapanja točkica. Graviranje 3D zaobljenih modela ili modela s ravnim horizontalnim ili vertikalnim poligonima zahtijeva različite algoritme za utvrđivanje razmaka između točkica. Istraživanje je pokazalo da je algoritam za horizontalnu ravninu jednostavniji i da je moguće predvidjeti konačni rezultat graviranja. Za vertikalno graviranje je situacija složenija, jer je utvrđeno da pravilna točkica mijenja oblik u elipsasti i samim time je teže utvrditi precizan algoritam. Osim pronalaženja optimalnog algoritma za razmak između točkica, postavlja se i dodatni uvjeti na proces izrade 3D modela. Naime, postoje nekoliko tehnika stvaranja 3D modela za lasersko graviranje. Najprihvatljivije je prostorno skeniranje i fizičko 2D/3D modeliranje. Postoji još i generiranje elemenata za graviranje na temelju stereo kamera ali takav pristup ne daje 3D model niti mogućnost prostorne manipulacije. Orjentacija ovog rada je na 2D/3D modeliranje. Istraživanjem metoda izrade modela dolazi se do zaključka kako 3D model koji je kreiran u svrhu graviranja i u svrhu računalne animacije ne smije imati ista svojstva. Isto vrijedi i za modele koji su namijenjeni renderiranju ili računalnim igrama. Model namijenjen graviranju mora imati pravilnu i trianguliranu strukturu kod koje nema duplih rubova, nepostojeće geometrije niti poligona koji se preklapaju. Rezultat poštivanja navedenog standarda dovodi do ispravnog tumačenja prostornih elemenata i pravilne strukture generiranog oblaka točkica. Nijanse koje su poželjne kod izgleda graviranog oblaka točkica mogu biti rezultat vrlo detaljnog modeliranja, nejednakih gustoća točkica ili upotrebom tekstura. Preporuka, potvrđena dugogodišnjim istraživanjem, je korištenje tekstura koje su usko vezane sa UV prostornom mapom koja se generira prilikom izrade 3D modela. Posebna pažnja se treba pridodati izradi navedene mape jer sustav za lasersko graviranje posjeduje nedostatke u tumačenju naprednijih elemenata sofiticiranih 3D programa. Istraživanja i prijedlog standarda za 3D modeliranje i kreiranje pripadajuće 2D teksture su navedeni u ovom radu kroz niz grafičkih prikaza i praktičnih rješenja.

3D model ; Laser Engraving ; Glass

nije evidentirano