2022. 6. 28. 19:33ㆍ정밀형3D스캔
1. 운동화(신발)의 3D스캔 작업의 난이도는?
신발과 같이 재질이 다양하고 형상이 복잡한 대상체는 사실 3D스캔을 하기 매우 까다로운 제품입니다. 신발이 가진 굴곡 및 틈 그리고 미세한 디자인패턴들을 모두 똑같이 3D스캔하여 형태를 재현하는 일은 쉽지 않죠. 특히 신발은 딱 고정된 제품이 아니다보니 스캔을 하기 위해 이리 틀고 저리 틀면 형상이 변할 수도 있습니다. 형상이 변하면 각 위치에서 찍었던 스캔 데이터간의 정합이 안될 수 있죠. (그래서 신발 내에 고정틀같은 것을 넣어 신발의 외형을 단단히 고정시킨 후 스캔한답니다.)
해당 Nike Air Jordan 신발의 3D스캔 작업은 꽤 어려운 요청사항을 가진 사례였습니다. 실제 제품과 완전히 똑같은 디테일을 3D스캔하여 3D매쉬로 만들어내서 단색의 3D매쉬 데이터인 STL데이터를 추출하고, 이를 고해상도 SLA 3D프린팅에 활용하고자 하는 고객의 요청으로 인해, 고해상도의 정밀형 3D스캔이 필요하였습니다.
**고객요청사항 : "신발 밑창의 미세한 별무늬 패턴도 완벽하게 3D데이터로 재현이 되어야 합니다!"
2. Nike Air Jordan을 3D매쉬 데이터로 완벽히 재현하기 위해 사용한 3D스캐너는?
이러한 요청사항 아래, (주)레플리카 팀원들은 어떠한 장비로 어떻게 스캔할 지 방법을 연구하고 실행에 옮겼답니다. 저희는 5~30cm 정도의 중소형 대상체를 매우 정밀하게 스캔할 수 있는 구조광 방식의 정밀형 3D스캐너 Polyga Compact S1 을 활용하기로 하였습니다.
고정형 광학식3D스캐너인 Polyga Compact S1의 경우 운동화와 같은 가죽느낌의 재질은 스캔이 불가한 것은 아니지만, 더 고품질의 3D스캔을 위해 신발의 겉면에 미세한 흰색 가루인 현상액을 도포하기로 하였습니다. 해당 현상액은 시간이 지나면 자연스럽게 증발하는 분말로서 고가의 Nike Air Jordan신발에 큰 영향을 주지 않았답니다.
신발(운동화)의 경우 VR/AR/GAME에 활용하기 위한 Digital Twin 데이터로 제작하는 것이 오히려 쉬울지 모릅니다. 3D매쉬로 된 형상정보 보다는 UV컬러맵을 입혀 신발의 느낌을 잘 표현해 컬러로 잘 표현해 주면 되기 때문이에요. 이럴 경우 (주)레플리카의 3D스캔 팀은 3D스캐너 장비를 이용하기 보다는 Photogrammetry방식의 3D스캔을 진행하여 적은 3D매쉬를 가졌지만, 고해상도 8192x8192px의 텍스처맵(Diffuse Map)을 제공하여 실사와 같은 신발 3D스캔 데이터를 납품하기도 합니다.
하지만, 이번 의뢰건은 3D프린팅이 주 목적이기 때문에 신발이 가진 아주 사소한 미세 패턴형상도 모두 디테일하게 취득해야 하는 조건으로서 Polyga Compact S1의 정밀함을 테스트해 볼 수 있는 좋은 기회였습니다.
3. Polyga Compact S1을 활용한 Nike Air Jordan 신발의 3D스캔 현장보기
Polyga Compact S1과 같은 고정형 광학식3D스캐너는 사진을 찍듯이 한컷 한컷 신발의 부위별 3D스캔을 진행해야 합니다. 한컷당 스캔시간은 약 1초 미만으로 스캔되며, PC로 스캔 데이터가 이전되는 속도는 약 4초 정도 걸립니다.
신발의 상,하,좌,우 및 밑창과 밑창의 주요 부분들을 모두 미세하기 스캔하기 우해, 총 150컷이 넘는 위치를 3D스캔하였습니다. Polyga Compact S1은 0.07mm간격의 매우 조밀한 포인트클라우드 데이터를 취득하기 때문에, 최종 데이터는 3,000만 매쉬수가 넘는 고용량의 데이터가 STL 확장자로 추출되었습니다.
Polyga Compact S1은 +-0.035mm의 오차정밀도를 가진 3D스캐너로서 실제 사이즈를 그대로 반영하여 스캔합니다. 주로 소형 부품을 스캔하는데 활용하는 3D스캐너이지만, (주)레플리카 팀은 숙련된 기술력으로 신발 혹은 복잡한 조형물의 고해상도 3D스캔이 요구되는 프로젝트에 Polyga Compact S1을 자주 활용한답니다.
4. Nike Air Jordan 신발의 3D스캔 RAW 데이터 확인하기!
Polyga Compact S1으로 스캔한 Nike Air Jordan 1 Retro Royal Blue 2001 의 데이터 후보정을 진행하기 전의 RAW 데이터 스크린샷을 확인해 보겠습니다. 놀라울 정도의 고해상도 3D매쉬의 데이터를 만들어내는 Polyga Compact S1의 RAW데이터를 통해 데이터 품질을 확인해 보시기 바랍니다.
Polyga Compact S1에서 스캔한 Air Jordan 신발의 RAW데이터는 전용 Flexscan3D 소프트웨어에서 150컷을 정합하는 과정을 거쳐 이렇게 고해상도의 3D매쉬 데이터(RAW데이터)로 탄생하게 됩니다. 다만 RAW데이터인 만큼, 언더컷으로 인해 3D스캔되지 않은 부분들이 있어 구멍으로 존재합니다. 이러한 구멍을 주변 곡률에 따라 메꾸어 주고 또한 매쉬(삼각형)데이터가 중복되어 겹쳐진 부분들을 치유하는 과정을 거치면, 3D프린팅할 수 있는 최종 데이터가 만들어집니다.
5. Nike Air Jordan의 3D스캔 데이터 후보정을 마친 최종 데이터 보기!
(주)레플리카는 3D스캔 데이터를 후보정하는 전문적인 기술을 가지고 있습니다. 3D스캔 데이터를 전문적으로 편집/보정/후처리하는 소프트웨어를 활용하여 소실된 구멍을 메워주고 Water-tight한 3D매쉬를 보정하여 바로 3D프린팅에 활용할 수 있도록 데이터를 만들어 냅니다. 또한 스캔 데이터의 용량이 너무 무겁다면, 데이터의 품질은 저하시키지 않으면서도 3D매쉬수를 줄여 좀더 적은 용량을 가진 고품질의 데이터로 변환하여 제공하기도 합니다.
최종 데이터의 모습을 사진으로 확인하시기 바랍니다.
이번 Nike Air Jordan의 3D스캔 목적은 고해상도의 3D매쉬 데이터를 취득하여 이를 그대로 3D프린팅으로 출력하고자 한 사례입니다. 최종 데이터를 보시면 거의 완벽하게 동일한 디테일을 가진 고품질의 3D스캔 데이터를 확인하실 수 있으실 겁니다. (주)레플리카만의 정밀형 3D스캔 기술은 업계 독보적이라고 할 수 있습니다. 3D스캔 데이터의 완벽함을 추구하는 (주)레플리카에 언제든지 3D스캔 의뢰를 주시기 바랍니다. 감사합니다!
레플리카 ㅣ REPLICA ㅣ DIGITAL TWIN STUDIO
레플리카는 포토스캔부스, 광학식 혹은 광대역 3D스캐너 등 다양한 기술을 활용하여 Digital Twin 데이터를 제공하는 전문 기업입니다.
www.re-plica.com
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