fbpx

จาก 3D Scan สู่ 2D ที่ใช้สำหรับ Car Wrap ด้วย Exactflat

จาก 3D Scan สู่ 2D ที่ใช้สำหรับ Car Wrap ด้วย Exactflat

แนวทางการใช้เทคโนโลยีในการออกแบบฟิล์มติดรถยนแบบต์อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

การออกแบบทั่วไปที่ใช้ในการทำฟิล์มติดรถยนต์ หรือฟิล์มกันรอยตามอุปกรณ์ต่างๆ นั้นทั่วไปแล้วจะใช้การวัดด้วยมือลงแผ่นกระดาษและวิธีอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งวิธีเหล่านี้นั้นจะต้องใช้เวลาที่ค่อนข้างมากในการทำจะเห็นได้ว่าการที่จะทำการพัฒนาจะมีเรื่องของระยะเวลาเข้ามาเกี่ยวข้องเป็นอย่างมาก ทำให้กว่าจะได้ตัวอย่าง ต้นแบบ ฟิล์มกันรอยออกมานั้นนานเลยทีเดียว และแล้วในยุคของสมัยที่เทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทเป็นอย่างมากในการออกแบบ พัฒนา ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยีเหล่านี้คือสามารถทำงานได้รวดเร็วและแม่นยำมากกว่าทำให้ผู้พัฒนาเทคโนโลยี้ทางด้านนี้เรงเห็นความจำเป็นอย่างมากในการพัฒนาเครื่องมือทั้วเป็นแบบเครื่อง และซอฟต์แวร์ ให้เข้ามาช่าวยลดระยะเวลาในการทำงานออกแบบนั้นรวดเร็วและแม่นยำมากยิ่งขึ้นอย่างเช่น Shining3d ก็ได้นำการประยุกต์เครื่องสแกนเนอร์ 3 มิติ ไม่ว่างจะเป็นรุ่น Einscan Pro series Handheld, Einscan Pro HD Handheld, Einscan HX Handheld และอื่นๆ เข้ามามีบทบาทในการทำงานด้านนี้มากยิ่งขึ้นเนื่องด้วยตัวเครื่องสแกนเนอร์เหล่านี้สามารถคัดลอกลักษณะของวัตถุที่เราต้องการได้โดยเป็นข้อมูลแบบ 3D data scan เมื่อเราได้ข้อมูลที่เป็น 3D data แล้วนั้นก็จะนำมาทำงานต่อในซอฟต์แวร์ 3D CAD อย่างเช่น Geomagic และ Rhino, SolidWork ซึ่งซอฟต์แวร์เหล่านี้ก็ต้องมีตัวติดตั้งเสริมที่เรารู้จักกันในชื่อที่ว่า ExactFlat ที่่เป็นตัวที่จะใช้งานต่อในการทำ 3D data scan ให้กลายเป็น 2D data ที่สามารถนำได้ใช้งานต่อกับเครื่องตัดสติ๊กเกอร์ในขั้นตอนต่อไปได้เลย ถือว่าสะดวกมากๆ

การทำฟิล์มกันรอยและเคลือบสีรถยนต์นั้นจะเป็นฟิล์มเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนที่ใช้ฟิล์ม PVC ที่ผ่านการรีดด้วยโพลีเมอร์ สารยึดเกาะ และกระดาษเคลือบ ส่วนใหญ่จะใช้ติดทั้งภายนอกและภายใน เช่น กระจกมองข้าง, ฝากระโปรง, ขอบประตู, กระเป๋าที่จับประตู, กันชน, แผงแขนโยกและเปลวไฟล้อ โดยฟิล์มเหล่านี้จะช่วยป้องกันเศษหิน แมลงศัตรูพืช คราบของเหลวในรถยนต์ คราบน้ำมันจากถนน รอยขีดข่วน และสภาพดินฟ้าอากาศภายนอกอาคารไ้ดเป็นอย่างดีแต่ฟิล์มก็จะมีอายการใช้งานอยู่แล้วแล้วชนิด เดี๋ยวเรามาดูขึ้นตอนการทำงาน Work flow ของการออกแบบตั้งแต่เก็บข้อมูล 3D data scan ไปจนถึง 2D data กันเลยว่าทำกันยังไงบ้าง

  ขั้นตอนที่ 1 การเก็บข้อมูลแบบ 3D data scan ด้วยเครื่องสแกนเนอร์ 3 มิติ Handheld  
ในขั้นตอนนี้จะเป็นการใช้เครื่องสแกนเนอร์ในการเก็บข้อมูลเพื่อให้ได้ตัวอย่างชิ้นงานในรูปแบบ 3D data scan ทาง Shining3d นั้นจะแนะนำให้ใช้เป็นเครื่องที่เป็น Handheld อย่าง Einscan HX ที่ใช้ระบบเลเซอร์ในการสแกนสามารถสแกนผิวของวัตถุที่เป็นสีดำ เงา ได้เป็นอย่างดี และการสแกนแบบ Handheld นั้นจะทำให้เราสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วมากยิ่งขึ้นด้วยบางทีการสแกนกันชนหน้าของรถยนต์นั้นใช้เวลาในการสแกนจริงๆนั้นอยู่เพียง 5 – 10 นาทีเท่านั้นเอง สามารถดูการจำลองการสแกนได้ทันที่ด้วยเมื่อทำการสแกนไม่ต้องกังวนว่าเราสแกนชิ้นงานไปถึงส่วนไหนแล้ว ซึ่งทาง Shining3d นั้นได้ออกแบบการใช้งานมาให้อย่างครบครันและสะดวกมากต่อการทำงานไม่ว่าเราจะออกไปทำหน้านอกสถานที่หน้างาน และภายในออฟฟิศ

การสแกนด้วย Einscan HX Handheld
ภาพข้อมูลที่ได้จากการสแกนภายในซอฟต์แวร์ของสแกนเนอร์ ExScan

   ขั้นตอนที่ 2 การแก้ไขข้อมูล 3D data scan ด้วยซอฟต์แวร์ Geomagic Essential   
ในขั้นตอนการแก้ไขข้อมูลภายในซอฟตน์แวร์ของ Geomagic Essential นั้นจะแบ่งออกเป็นขั้นตอนย่อยๆ อีกหลาายขั้นตอนเพื่อแก้ไขให้ข้อมูลเหมาะสม และอยู่ในรูปแบบที่จะนำไปใช้งานต่อได้ง่าย ก็จะแบ่งย่อยๆ เป็นดังนี้ หลังจากที่เรา Import file เข้ามาให้ Geomagic เรียบร้อยแล้ว

1) การทำข้อมูลให้สมบูรณ์ Data Mirroring
ในขั้นตอนนี้โดยปกติแล้วรถยนต์ทั้งด้านซ้าย และด้านขวาาจะเหมือนกันอยู่แล้วในขึ้นตอนของการสแกนเก็บ 3D data scan นั้นอาจจะทำแค่เพียงฝั่งเดียงก็เพียงพอแล้ว เพราะเราสามารถทำการ Mirror ภายในซอฟต์แวร์ Geomagic ได้ภายในซอฟต์แวร์จะมีเครื่องมือที่ชื่อว่า Mirror ให้ใช้งานกัน หลังจากที่เราได้งานทั้ง 2 ด้านเป็นที่เรียบร้อยแล้วนั้นก็จะต้องนำข้อมูลทั้ง 2 ส่วนนั้นมาต่อกันหรือที่เรียกว่าการ Alignment โดยจะสร้างจุด 3 จุดในการอ้างอิงเชื่อมข้อมูล 3D scan ในขั้นตอนนี้เราจะแก้ไขข้อมูลในรูปแบบ point data หรือรู้จะในรูปแบบง่ายๆ คือข้อมูลแบบเป็นจุดนั้นเอง เมื่อทำการ Alignment เรียบร้อยแล้วข้อมูลจะถูกแบ่งเป็น 2 ชุดข้อมูลเราะจต้องรวมให้เป็นชุดเดียวกันโดยเลือกที่ Combine Point Objects ก็คือว่างานเป็นชิ้นเดียวกันแล้ว และอย่างอย่างก่อนที่จะในขั้นตอนต่อไปเราต้องต้องทำข้อมูล Point เนี่ยให้เป็น Mesh เพื่อที่จะจับหรือเลือกพื้นผิวได้ง่ายยิ่งขึ้นที่คำสั่ง Wrap

Import 3D data scan เข้าไปในซอฟต์แวร์ Geomagic Essential แบบ Point
ทำการ Mirror และ Alignment ข้อมูล Point
แปลงข้อมูลจาก Point ให้เป็น Mesh (จากผิวสีเขียวเป็นสีน้ำฟ้า)

2) การลบส่วนเกิน Delete Redundant Sections ข้อมูล
เมื่อขั้นตอนที่แล้วเราทำการ Wrap จากข้อมูลแบบ Point ให้เป็น Mesh แล้วจะเห็นที่ผิวชิ้นงานจะมีส่วนที่เราไม่ต้องการจะใช้งานอยู่แต่สแกนเก็บข้อมูลเกินมาให้ทำการลบส่วนเหล่านั้นออก โดยใช้เครื่องมือการ select ส่วนที่เราเลือกจะขึ้นเป็นสีแดงจากนั้นก็ลบได้ทันทีเลยซึ่งง่ายมากในขึ้นตอนนี้

เลือก Mesh ที่ไม่ต้องการและลบทิ้ง
เลือก Mesh ที่ไม่ต้องการและลบทิ้ง
เมื่อเสร็จสิ้นก็จะได้เฉพาะส่วนที่ต้องการทำงานต่อ

3) การซ่อมแซมและปิดรูบนผิวชิ้นงาน Filling Holes
การซ่อมแซม และปิดรูที่ผิวชิ้นงานนั้นจะมีเครื่องมือให้เลือกใช้งานอยู่ที่แนะนำให้ใช้งานคือ Fill Single ซ่อมแซมเองซึ่งเราสามารถเลือกได้ว่าจะเชื่อม Mesh นั้นด้วยวิธีไหน เช่น เชื่อมทั้ง Mash, เชื่อมรู หรือจะสร้างสะพาน mesh ขึ้นมาก่อนก็เลือกตามความเหมาะสมของผิวในจุดๆ นั้น และจากปิดรูปก็จะมีให้เลือกเช่นกัน เช่น Carver, Tangent และ Flat ส่วนรูที่อยู่บนผิวงานที่เป็นจุดเล็กจุดน้อยให้ใช้การปิดรูที่เ้ป็นแบบ Fill All เป็นการกำหนดระยะของรูซึ่งจะแนะนำสสำหรับรูที่มีขนาดเล็กจะสามารถทำงานได้ดี

การซ่อมแซมและปิดรูบนพื้นผิวด้วย Fill

4) การปรับผิว Defeature & Smooth Surfaces
ในขั้นตอนนี้ก็ไม่ได้มีอะไรมาถ้าชิ้นงานเราดีอยู่แล้วสามารถข้ามไปได้เลย แต่บางที่สแกนงานมาแล้ว Mesh มีผิวที่ไม่ดีมาด้วยก็ต้องทำให้ผิวเรียบและไม่มีผิวที่ขรุขระก่อน เพราะถ้านำไปกางออกเป็น 2D data แล้วผิว Mesh ในส่วนนั้นจะซ้อนกันมากเกินไปทำให้เสียรูปร่าง ซึ่งการก็เลือกจุดที่นูนขึ้นมาจากนั้นใช้เครื่องมือชชื่อว่า Defeature เพื่อแก้ไขเมื่อผิวนู้นๆ ไม่มีแล้วก็สามารถทำการ Smooth Surfaces ได้เลย

ทำการ Defeature พื้นผิวจีุดที่นูนหรือผิมเสีย
ก่อนการทำ Smooth Surfaces
หลังจากที่ทำ Smooth Surfaces

5) การปิดขอบและทำให้ขอบผิวงานเรียบ Relax Bundaries
ในขั้นตอนนี้จะเป็นการทำให้ขอบของชิ้จชนงานหรือข้อมูล Meah เรียบซึ่งจะสั่งเกตุได้ว่าขอบที่ตัวผิวชิ้นงานนั้นจะขรุขระ ไม่เรียบ คำสั่งที่ใช้งานจะใช้ชื่อว่า Modify ให้คลิกเลือกที่ขอบของผิวชิ้นงานได้เลยจากนั้นใส่ค่าความตึงของเส้นขอบที่จะทำยิ่งค่าน้อยจะได้ความแม่นยำที่ดีกว่าค่ามากแนะนำให้ใช้เป็นที่ 0.1 ก่อนถ้าซอฟต์แวร์ไม่สามารถทำให้ได้ค่อยเพิ่มค่าส่วนนี้ขึ้นจาก 0.1 หลังจากที่เราทำการ Execute เรียบร้อยให้สั่งเกตุที่ขอบผิวงานจะเรียบสม่ำเสมอกันสวยเป็นระเบียบ

แก้ไขขอบผิวงานให้เรียบด้วย Modify
แก้ไขขอบผิวงานให้เรียบด้วย Modify
หลังจาก Modify ขอบผิวงานแล้วจะเรียบสวยงาม

6) การแบ่งชิ้นงานออกเป็นส่วนๆ Split the Part into Pieces
ในขั้นตอนนี้จะต้องแบ่งส่วนชิ้นงานออกเป็นส่วนๆ แยกตามส่วนโครงเว้าตามรูปทรงของชิ้นงานหลักใช้คำสั่ง Draw เพื่อจะต้องวาดเส้นในการแบ่งส่วนจากนั้นจะทำการแบ่ง Boundaries เมื่อทำการสร้างขอบเขตให้ชิ้นงานเรียบร้อยแล้ว จากนั้นให้ทำการ Copy ชิ้นงานตามจำนวนที่ได้จากการแบ่งส่วนขอบเขตไว้ เพื่อจะแบ่งแยกเป็นส่วนๆให้ชัดเจนก่อนที่จะทำงานต่อในขั้นตอนถัดไป

เครื่องมือ Draw เพิ่มวาดเส้นแบ่งสัดส่วนชิ้นงาน
Draw เพิ่มวาดเส้นแบ่งสัดส่วนชิ้นงาน
Copy และทำการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ ตามที่ได้วาดเส้นไว้
Copy และทำการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ ตามที่ได้วาดเส้นไว้
Copy และทำการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ ตามที่ได้วาดเส้นไว้
Copy และทำการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนๆ ตามที่ได้วาดเส้นไว้

   ขั้นตอนที่ 3 ทำข้อมูล 3D data scan ให้เป็น 2D data ด้วยเครื่องมือ ExactFlat “Flatten 3D to 2D”   
ในขั้นตอนนี้จะเป็นขั้นตอนของการทให้ข้อมูล 3D data กลายเป็น 2D ด้วยซอฟต์แวร์ Rhino ที่ใช้เครื่องมือ ExactFlat ในการทำงานเราก็ Import ไฟล็นามสกลุ .Stl ที่ได้จากซอฟต์แวร์ Geomagic Essentail เข้ามาแบบปกติเพื่อทำงานในฟังก์ชั่นของ Flatten นั้นจะสามารถกางหรือแผ่จาก 3D ให้เป็น 2D ได้เลย จะคล้ายๆ การกาง UV เพื่อกับ Texture mapping การทำงานของซอฟต์แวร์จะมีการจัดระเบียบของความโค้งจากงานชิ้นหลักให้เหมาะสมเพื่อที่จะนำไปใช้งานต่อในการตัดสติ๊กเกอร์ในขั้นตอนต่อไป สามารถดูตัวอย่างได้จากวีดีโอด้านล่าง

หลังจาก Import 3D data เข้าไปใน Rhino 3D
ดูจุดแรงเงาก่อนการทำ Flatten
หลังจากทำการ Flattening

การ Export 2D Drawing