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Artec 3D扫描成功为VR展览数字化30吨重机器

作者 Paul Hanaphy

挑战:在贸易展上展示重达30吨的机械设备,同时克服设备搬运和展示的难题,减轻物流负担。

解决方案:Artec Leo、Artec Ray II、Artec Studio、Blender、Unity、Microsoft HoloLens、HTC VIVE PRO

效果:在虚拟展厅中,大型机械设备以全尺寸展示,效果逼真,连电箱、电线等小细节都一一还原。HEMO已成功在多个知名工业贸易展上举办了虚拟展览,未来预计将在该领域更进一步。

为何选择Artec 3D:Ray II视野广阔,可捕捉大面积区域,为后续Artec Leo精准数字化工作打好基础,简化了虚拟展厅搭建流程。在Artec Studio中,一键即可快速合并扫描数据,大大提升了虚拟展厅搭建效率,高度还原设备细节,并呈现高精度的3D模型。

HEMO虚拟仿真系统中展示的一款设备3D模型。图/HEMO

无论你是工厂里的常驻人员,还是从事工业领域的工作,亦或是仅参观过制造展,你会发现,不管是工厂还是制造展都万变不离其宗——大型机械设备。

在工厂中,无论生产或销售何种产品,传送带、发电机、压缩机等大型设备总是随处可见。那么这些庞然大物是如何被运送到工厂的呢?

在工厂内部,搬运这些大型设备可以借助叉车、吊车或机器滑板(在车间内搬运重物用的带轮小车)。但是要把这些数吨重的大型设备从工厂运往其他地方,通常需要封装后才能运出。

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运行中的HEMO工业清洗系统。图/HEMO

显而易见,把设备运往其他地方是个浩大的工程,特别对那些频繁辗转于各大展会的设备销售商而言。他们不得不依赖货运卡车来搬运设备,与之而来的是高昂的运输费用和巨大的环境成本。

为了解决这些问题,清洁系统领域的专家HEMO推出了一项创新的解决方案—借助虚拟现实技术展示其设备。这不仅大幅减少了运输成本,也解决了运输难题。

工业级数字化

Hemo的总部位于德国巴登-符腾堡州。数十年来,公司一直致力于为各大知名制造商提供咨询服务,满足他们对溶剂和混合清洗系统的技术需求。

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HEMO公司总部。图/HEMO

HEMO的清洁设备专用于金属部件的清洗,确保部件在进一步后处理或运输前达到清洁标准。这些设备在去除油污、灰尘和碎片方面表现出色。但由于这些设备体积庞大,最轻也有5吨,最重则达30吨,搬运起来可不是件易事。

为了寻找有效的解决方案,HEMO联系了Artec大使algona。后者建议HEMO可以考虑数字化处理机器设备,在虚拟空间展示其产品。

Algona的专家Ramon Spiller指出:“那么多的电缆和管道,若不借助3D扫描,我们几乎无法完整捕捉这些设备。手动建模的话,工作量太大了,还容易丢失细节。特别是这些复杂的几何结构,又没有CAD数据可以参考,简直就是难上加难。”

3D扫描助力VR展览

在设备数字化的过程中,HEMO主要面临三个挑战:精准度、规模、速度。但这些问题都在algona的帮助下迎刃而解。Algona不仅提供3D扫描仪,包括易便携的Artec Leo和支持远距扫描的 Artec Ray II(最远可达130米),还提供相应的培训,指导HEMO如何有效结合两款设备,最大化发挥其作用。

无线款的Leo让HEMO团队轻松处理难捕获表面的细节,Ray的视觉惯性系统(VIS)则让这个大规模数字化过程变得既高效又便捷。

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使用Artec Ray II扫描HEMO清洁机。图/HEMO

为确保网格足够小,能在Microsoft HoloLens或HTC VIVE PRO头戴设备中运行,同时细节丰富足以搭建虚拟展厅,HEMO选择将扫描数据导入Artec Studio进行处理。这款软件能合并多个扫描数据,生成逼真且高精度的3D网格模型。

Artec Studio功能强大,集成了先进的算法,还配有丰富的网格编辑工具。这些功能不仅优化了Leo和Ray II的扫描数据融合流程,还使纹理应用、网格优化以及OBJ文件导出等步骤得以顺畅进行,整个过程一气呵成。

Spiller还补充道:“Ray的VIS功能可以自动对齐扫描数据,我们基本上不用做什么准备。如果用普通的有线手持扫描仪,我们可能还得费心去补扫好多地方。Artec Studio在处理扫描数据方面,真是个大功臣。”

借助Blender,HEMO团队轻松调整了难捕获数据区域(如卷帘门)的纹理和几何细节,并在此基础上搭建了虚拟展厅。

该虚拟展厅的设计灵感来源于HEMO的技术中心——Technikum,场地刻意保持简洁,以将观众的注意力集中在展示的机械设备上。准备就绪后,清洁设备模型和虚拟环境被导入Unity平台,HEMO团队在此基础上构建了他们的VR应用程序。

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在展会上体验HEMO的虚拟仿真系统。图/HEMO

最终呈现效果如何?在VR世界中,用户们仿佛身临其境,可以“走”到设备前,近距离观察其细节,判断它是否适合自家工厂的生产需求,而无需实地参观。值得一提的是,该设备在3D扫描时,还特意考虑了带盖和不带盖两种状态,用户只需轻点按钮,即可切换不同状态,为整个应用增添了丰富的互动性。

HEMO的3D建模专家Christian Koch表示:“现在,我们不用把机器搬到到展会现场了。客户直接带上VR眼镜就能看到我们的产品。今年我们第一次尝试,效果很好。人们走过的时候会忍不住好奇地问‘我能看到什么?’或者‘我能试试吗?’这种展示方式确实帮我们吸引了不少眼球。

展望虚拟未来

HEMO的设备在德国、美国、墨西哥的展览中广受好评,如今,公司计划进一步数字化旗下更多产品,并尝试将VR技术应用于其他领域,探索更多的可能性。

Koch透露,HEMO目前正在考虑将3D扫描技术融入设备维护流程,通过客户佩戴的VR眼镜远程进行设备问题诊断。同时,他也在不断探索提升仿真技术性能的新途径。

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VR应用未来进一步开发后可能呈现的效果。图/HEMO

HEMO不仅评估了Apple Vision Pro等硬件,还向微软专家请求协助,改善软件的集成能力。看着VR功能日趋完善,Koch对HEMO虚拟展览的发展前景充满了信心。他盼望有那么一天,世界各地的客户都能体验到HEMO的产品与服务。

“我们的设备种类繁多,尺寸各异,能够满足不同的使用场景,所以我们希望把它们都做成3D模型展示出来。”Koch说,“我希望有一个展厅,客户只需在平板电脑上轻轻一点,就能轻松选到心仪的产品。这是我对3D扫描和VR技术的憧憬。

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