CN105005770A - 手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法 - Google Patents

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郑辉
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60—Type of objects
    • G06V20/64—Three-dimensional objects
    • G06V20/653—Three-dimensional objects by matching three-dimensional models, e.g. conformal mapping of Riemann surfaces
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
    • G06V40/161—Detection; Localisation; Normalisation
    • G06V40/166—Detection; Localisation; Normalisation using acquisition arrangements

Abstract

本发明提供一种手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法包括：步骤1，设置扫描参数，以适合人像扫描；步骤2，进行半身扫描；步骤3，重新设置扫描参数，缩小手持扫描仪扫描的空间区域；步骤4，将手持扫描仪扫描靠近被扫描模特的面部，进行人体面部扫描；步骤5，将两次扫描得到的图像进行合并处理，替换掉原有精度低的面部模型；以及步骤6，采用3D打印机进行打印，获得一个半身范围并具有高精度面部细节的半身肖像模型。该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法可以使用低价位的手持式扫描仪获取接近或者于高价位扫描仪持平的高精度面部模型数据。

Description

手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及到手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法。
背景技术
人像3D打印产品已经渐渐被人们接受，越来越多的人开始加入人像3D打印产品的制作中来。但是人像3D打印行业的发展还有很多制约因素，其中最重要的一个因素便是人像数据的扫描环节的问题。首先，如果要得到非常精准的数据，便要使用高端三维扫描仪，而高端扫描仪的价格基本都在10万元以上，高额成本让创业者望而却步，而对于有资金基础的大型公司，也会为高额成本的回收周期苦恼；而如果使用低价位的手持便携式扫描仪进行扫描，便会丢失大量五官细节，往往会导致打印出的人像五官模糊、特征不明，难以让客户满意。
为此我们借助多年的3D人像制作经验、3D打印行业从业经验，总结、创新，形成了一套全新的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用低价位的手持式扫描仪获取接近或者于高价位扫描仪持平的高精度面部模型数据的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法包括：步骤1，设置扫描参数，以适合人像扫描；步骤2，进行半身扫描；步骤3，重新设置扫描参数，缩小手持扫描仪扫描的空间区域；步骤4，将手持扫描仪扫描靠近被扫描模特的面部，进行人体面部扫描；步骤5，将两次扫描得到的图像进行合并处理，替换掉原有精度低的面部模型；以及步骤6，采用3D打印机进行打印，获得一个半身范围并具有高精度面部细节的半身肖像模型。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤2中，先在面部位置由中心向外慢慢画圈，再向左移动，扫描人物右耳朵，向下转右移动，扫描人物下巴，直至左耳，再继续向右平移扫描，扫描后脑及身体背部，直至右耳背面，转为向上移动，扫描人物头顶。
该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法还包括，在步骤2之后，进行模型的裁切和补面，对头像模型进行裁切操作，将头像的多余部分进行清除；将裁切后的模型进行封闭，将模型的漏洞及敞开式的结构消除。
在步骤4中，将手持扫描仪扫描靠近被扫描模特的面部，距离为15cm，然后开始扫描，慢慢的将手持扫描仪向后拉出10cm，整个模特面部完全显示出来以后向上方移动扫描额头，然后顺时针右转，依次是右脸颊下巴、左脸颊，完成，扫描时注意各五官的结构细节，将整张面部周围扫描精细到位。
在步骤5中，采用移动、旋转、缩放的方法将两次或多次扫描的模型进行对齐，对模型进行修补和雕刻；将两个头像模型拼合，将其合并为一个物体，再将合并后的模型进行重拓扑操作，以消除穿插结构、美化模型布线。
在步骤6中，调整模型大小到需要打印的尺寸，调整物体打印姿势，将模型移动到平台中心，并且放置到打印平台上；调整打印机的打印层高、壁厚、填充比例、加热温度、打印速度这些参数，并且设置是否需要添加支撑和底座；采用3D打印机开始打印；打印结束后，将模型从打印机打印平台上取下，将模型的底座、支撑结构进行拆除。
本发明中的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，采用多次扫描的方式，先通过扫描半身像，获得第一组半身模型，再扫描面部细节，获得第二组面部细节模型，再借助3D模型处理软件将两组数据融合，得到半身范围并具有高精度面部细节的半身肖像模型。使用本方法，可以使我们使用低价位的手持式扫描仪获取接近或者于高价位扫描仪持平的高精度面部模型数据。
附图说明
图1为本发明的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法的具体实施例的流程图；
图2为本发明的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法的具体实施例的工作过程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
在步骤101，设置扫描参数，以适合人像扫描。
在步骤102，进行半身扫描。先在面部位置由中心向外慢慢画圈，再向左移动，扫描人物右耳朵，向下转右移动，扫描人物下巴，直至左耳，再继续向右平移扫描，扫描后脑及身体背部，直至右耳背面，转为向上移动，扫描人物头顶。
在步骤103，进行模型的裁切和补面。对头像模型进行裁切操作，将头像的多余部分进行清除。将裁切后的模型进行封闭，将模型的漏洞及敞开式的结构消除。
在步骤104，重新设置扫描参数。通过改变扫描仪的参数，使得设备可扫描的空间区域变小，这样区域小了。软件会将更多的计算运用于细节上，这样就大大的提高了细节的精度，准确度。修改完参数以后，开始扫描。
在步骤105，进行人体面部扫描，要将扫描仪靠近被扫描模特的面部。距离大约在15cm左右，然后开始扫描慢慢的将扫描仪向后拉出约10cm，整个模特面部完全显示出来以后向上方移动扫描额头，然后顺时针右转，依次是右脸颊下巴、左脸颊，完成，扫描时应注意各五官的结构细节。要将整张面部周围扫描精细到位。
在步骤106，将两次扫描得到的图像进行合并处理，替换掉原有精度低，无表情的面部模型即可。使用移动、旋转、缩放功能将两次或多次扫描的模型进行对齐，使用3D画笔对模型进行修补和雕刻。将两个头像模型拼合，将其合并为一个物体，再使用模型处理软件的重拓扑功能，将合并后的模型进行重拓扑操作，以消除穿插结构、美化模型布线。
在步骤107，采用3D打印机进行打印，就可以获得一个半身范围并具有高精度面部细节的半身肖像模型。在一实施例中，调整模型大小到需要打印的尺寸，使用旋转工具调整物体打印姿势，使用移动工具将模型移动到平台中心，并且放置到打印平台上。调整打印机的打印层高、壁厚、填充比例、加热温度、打印速度等参数，并且设置是否需要添加支撑和底座。打印机开始预热，开始打印。打印结束后，将模型从打印机打印平台上取下，使用剪钳、笔刀等工具将模型的底座、支撑结构进行拆除。
在应用本发明的一具体实施例中，如图2所示，图2为本发明的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法的一具体实施例的工作过程图，包括了以下步骤：
1.将3D扫描仪链接至电脑，开启扫描软件，设置扫描参数，以适合人像扫描。
2.将目标圆圈光标对准被扫描者的面部，扫描仪与面部垂直，中心点在鼻尖位置，启动扫描，3秒倒数计时结束后开始扫描。
3.先在面部位置由中心向外慢慢画圈，再向左移动，扫描人物右耳朵，向下转右移动，扫描人物下巴，直至左耳，再继续向右平移扫描，扫描后脑及身体背部，直至右耳背面，转为向上移动，扫描人物头顶。
4.在头顶扫描结束后，快速晃动扫描仪，中断扫描，按键盘回车键开始模型编辑。
5.使用裁切工具对头像模型进行裁切操作，将头像的多余部分进行清除。
6.使用实体化命令将裁切后的模型进行封闭，将模型的漏洞及敞开式的结构消除。
7.在软件中点击保存，将处理后的扫描人像模型保存为“.obj”格式。
8.重新设置扫描参数，使扫描仪扫描范围缩小至脸部大小。
9.将目标圆圈光标对准被扫描者的面部，扫描仪与面部垂直，中心点在鼻尖位置，启动扫描，3秒倒数计时结束后开始扫描。
10.在面部位置由中心向外慢慢画圈，扫描面部数据。
11.将面部数据直接保存为“.obj”文件。
12.两次扫描的“.obj”格式的文件导入到模型处理软件，使用移动、旋转、缩放功能将两次或多次扫描的模型进行对齐，使用3D画笔对模型进行修补和雕刻。
13.将两个头像模型拼合，将其合并为一个物体，再使用模型处理软件的重拓扑功能，将合并后的模型进行重拓扑操作，以消除穿插结构、美化模型布线。
14.使用软件输出功能，将重拓扑后的模型进行输出，输出格式为“.obj”。
15.将输出的“.obj”文件导入到打印软件，使用缩放工具调整模型大小到需要打印的尺寸，使用旋转工具调整物体打印姿势，使用移动工具将模型移动到平台中心，并且放置到打印平台上。
16.调整打印机的打印层高、壁厚、填充比例、加热温度、打印速度等参数，并且设置是否需要添加支撑和底座，设置完毕后进行运算，将文件保存为打印机能够识别的格式，将输出的文件转存至打印机能够识别的存储卡，准备打印。
17.操作3D打印机，选中需要打印的文件，执行打印命令，打印机开始预热，开始打印。
18.打印结束后，将模型从打印机打印平台上取下，使用剪钳、笔刀等工具将模型的底座、支撑结构进行拆除。

Claims (6)

1.手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，其特征在于，该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法包括：
步骤1，设置扫描参数，以适合人像扫描；
步骤2，进行半身扫描；
步骤3，重新设置扫描参数，缩小手持扫描仪扫描的空间区域；
步骤4，将手持扫描仪扫描靠近被扫描模特的面部，进行人体面部扫描；
步骤5，将两次扫描得到的图像进行合并处理，替换掉原有精度低的面部模型；以及
步骤6，采用3D打印机进行打印，获得一个半身范围并具有高精度面部细节的半身肖像模型。
2.根据权利要求1所述的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，其特征在于，在步骤2中，先在面部位置由中心向外慢慢画圈，再向左移动，扫描人物右耳朵，向下转右移动，扫描人物下巴，直至左耳，再继续向右平移扫描，扫描后脑及身体背部，直至右耳背面，转为向上移动，扫描人物头顶。
3.根据权利要求1所述的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，其特征在于，该手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法还包括，在步骤2之后，进行模型的裁切和补面，对头像模型进行裁切操作，将头像的多余部分进行清除；将裁切后的模型进行封闭，将模型的漏洞及敞开式的结构消除。
4.根据权利要求1所述的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，其特征在于，在步骤4中，将手持扫描仪扫描靠近被扫描模特的面部距离为15cm，然后开始扫描，慢慢的将手持扫描仪向后拉出10cm，整个模特面部完全显示出来以后向上方移动扫描额头，然后顺时针右转，依次是右脸颊下巴、左脸颊，完成，扫描时注意各五官的结构细节，将整张面部周围扫描精细到位。
5.根据权利要求1所述的手持扫描仪多次扫描面部细节提升合成方法，其特征在于，在步骤5中，采用移动、旋转、缩放的方法将两次或多次扫描的模型进行对齐，对模型进行修补和雕刻；将两个头像模型拼合，将其合并为一个物体，再将合并后的模型进行重拓扑操作，以消除穿插结构、美化模型布线。
6.根据权利要求1所述的迷你3D肖像快速制作方法，其特征在于，在步骤6中，调整模型大小到需要打印的尺寸，调整物体打印姿势，将模型移动到平台中心，并且放置到打印平台上；调整打印机的打印层高、壁厚、填充比例、加热温度、打印速度这些参数，并且设置是否需要添加支撑和底座；采用3D打印机开始打印；打印结束后，将模型从打印机打印平台上取下，将模型的底座、支撑结构进行拆除。
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