12
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021 วารสารวิชาการพระจอมเก้าพระนครเหนือ ี่� 31, ฉั่� 4 ต.ค.–ธ.ค. 2564 793 บทความวิจัย การพัฒนาระบบสแกนวัตถุเพื่อการจัดเก็บข้อมูลพื้นผิวสามมิติรายละเอียดสูงส�าหรับพื้นผิว แบบระนาบและไม่ระนาบ เฉลิมยศ เที่ยงจรรยา* และ ธนาสัย สุคนธ์พันธุสาขาวิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์และระบบสารสนเทศ คณะสถิติประยุกต์ สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์ * ้�นิพนธ์ประสานงาน โทรศัพท์ 09 1429 9959 อีเมล: [email protected] DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.05.036 รับเม่อ 1 เมษายน 2563 แก�ไขเม่อ 26 มิถุนายน 2563 ตอบรับเม่อ 3 กรกฎาคม 2563 เยแพร่ออนไลน์ 25 พฤษภาคม 2564 © 2021 King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. All Rights Reserved. บทคัดย่อ ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด�านคอมพิวเตอร์กราฟิกมีความเจริญก�าวหน�าเป็นอย่างมากจึงเป็นที่มาของความต�องการ สร�างแบบจ�าลองสามมิติที่มีความสมจริง เพ่อน�าไปใช�แสดงลบนหน�าจอของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมทางด�าน ภาพยนตร์ วิดีโอเกม แอนิเมชัน ประติมากรรม สถาปัตยกรรม การออกแบบลิตภัณฑ์ เทคโนโลยีความจริงเสริมและ ความจริงเสม่อน และการสั่งพิมพ์แบบจ�าลองสามมิติ่านเคร่องพิมพ์สามมิติ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพ่อออกแบบและ พัฒนาระบบสแกนวัตถุ เพ่อการจัดเก็บข�อม้ลพ้นิวสามมิติรายละเอียดส้งส�าหรับพ่้นิวแบบระนาบและไม่ระนาบ โดยใช� วิธีการถ่ายภาพจากวัตถุจริงหลายมุมมองด�วยกล�องดิจิทัล DSLR เพ่อเก็บภาพความละเอียดส้งโดยมีขั้นตอนการปรับสีของ ภาพวัตถุให�ตรงกับสีจริงของวัตถุด�วยวิธีการสอบเทียบสีจากแนภ้มิทดสอบสี 24 สี (Color Checker) โดยขั้นตอนการถ่าย ภาพวัตถุจะแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ส่วนที่หนึ่งใช�กล่องสต้ดิโอที่มีการติดตั้งแถบหลอดไฟแอลอีดีสีขาวในการถ่ายภาพวัตถุ แบบ 360 องศา เพ่อน�าไปประมวลลภาพด�วยวิธีการรังวัดด�วยภาพ (Photogrammetry) เพ่อสร�างแบบจ�าลองสามมิติ และภาพแนที่สีพ้นิวของวัตถุ ส่วนที่สองใช�เคร่องสแกนเนอร์สามมิติส�าหรับสแกนพ่้นิวในการถ่ายภาพวัตถุในมุมมอง เดียวกันแต่อย้่ภายใต�การส่องสว่างของแสงจากหลอดไฟ 8 ดวง ในทิศทางที่แตกต่างกันเพ่อน�าภาพไปประมวลลภาพ ด�วยวิธีโฟโตเมตริกสเตอริโอ (Photometric Stereo) ส�าหรับสร�างภาพแนที่สีพ้น ภาพแนที่แนวฉาก และภาพแนทีความส้ง สุดท�ายเม่อน�าภาพแนที่ต่างๆ ไปใส่ให�แก่แบบจ�าลองสามมิติแล�วท�าการเรนเดอร์ภาพแบบจ�าลองสามมิติส่งลใหแบบจ�าลองสามมิติที่สร�างขึ้นมีความน้นส้งหร่อน้นต�่า รอยขรุขระ ร่องลึก ลวดลายต่างๆ และสีพ้นิวที่ปรากฏอย้่บนพ้นิว มีความสอดคล�องกับวัตถุจริง ค�าส�าคัญ: เคร่องสแกนเนอร์สามมิติ การรังวัดด�วยภาพ โฟโตเมตริกสเตอริโอ แบบจ�าลองสามมิติ การอ�างอิงบทความ: เฉลิมยศ เที่ยงจรรยา และ ธนาสัย สุคนธ์พันธุ ์, “การพัฒนาระบบสแกนวัตถุเพ่อการจัดเก็บข�อม้ลพ้นิวสามมิติรายละเอียด ส้งส�าหรับพ่้นิวแบบระนาบและไม่ระนาบ,” วารสารวิชาการพระจอมเก้าพระนครเหนือ, ปีท่ 31, ฉบับที่ 4, หน�า 793–804, ต.ค.–ธ.ค. 2564.

The Combustion Enhancement of Liquefied Petroleum Gas by

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

The Combustion Enhancement of Liquefied Petroleum Gas by Ozone Addition .”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 793



* 09 1429 9959 : [email protected] DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.05.036
1 2563 26 2563 3 2563 25 2564
© 2021 King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. All Rights Reserved.








: , “
,” , 31, 4, 793–804, ..–.. 2564.
, “
.”
794 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564
Development of an Object Scanning System for Storing the High Definition 3D Data of the Planar and Non-Planar Surfaces
Chalermyos Thiengchanya* and Tanasai Sucontphunt Department of Computer Science and Information Systems, Graduate School of Applied Statistics, National Institute of
Development Administration, Bangkok, Thailand
* Corresponding Author, Tel. 09 1429 9959, E–mail: [email protected] DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.05.036
Received 1 April 2020; Revised 26 June 2020; Accepted 3 July 2020; Published online: 25 May 2021
© 2021 King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. All Rights Reserved.
Abstract
Computer graphics technologies are significantly advanced. This results in the requirements for 3D
models that are realistic in order to display on the screens of the electronic devices, in the movie, video
game, animation, sculpture, architecture, product design, augmented reality (ar), and virtual reality (vr)
technologies industries as well as to print the 3D models through 3D printers. The purpose of this research
study is to design and develop the object scanning system for storing the high definition 3D data of the
planar and non-planar surfaces by taking the photos of real objects in many angles with the DSLR digital
camera to store high definition photos. The colors of the photos of the objects were adjusted with the
color calibration method from the color checker with 24 colors. To take photos, the photos of the objects
were divided into two main parts. For the first part, the studio camera with white LED was used for taking
360 degree photos being processed with photogrammetry in order to create 3D models and texture maps
of the objects. For the second part, a 3D scanner was used in order to scan the surfaces of the objects at the
same angle with the different directions of lights from eight light bulbs in order to process the photos with
photometric stereo for creating base color maps, normal maps and heightmaps. Finally, the map photos were
inputted in the 3D models. Then, the 3D models were rendered. As a result, the 3D models had high reliefs,
bas reliefs, rugged surfaces, deep grooves and patterns. Additionally, the colors on the surfaces were
consistent with the real objects.
Keywords: 3D Scanner, Photogrammetry, Photometric Stereo, 3D Model
Research Article
Please cite this article as: C. Thiengchanya and T. Sucontphunt, “Development of an object scanning system for storing
the high definition 3D data of the planar and non-planar surfaces,” The Journal of KMUTNB, vol. 31, no. 4, pp. 793–804,
Oct.–Dec. 2021 (in Thai).
__20-0609(793-804).indd 794__20-0609(793-804).indd 794 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 795
1.

[1], [2]
3ds Max, Maya Zbrush



(Pixel)
(RGB) [3]
(Photogrammetry)
Agisoft [5]




(Leica)


[7] Neubelt [8]

(Photometric Stereo) Woodham [9]



The Order: 1886
PBR
17,000 6



(Albedo Map) (Specular Map)
__20-0609(793-804).indd 795__20-0609(793-804).indd 795 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
796 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564




2.
2.1
2)
40 .
1 ()
() () ()
3) 360

4)


2.2

1
, “
.”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 797
1
(.)
7.5 6.5 1.6
2.3 3 4 8 8 1) 2.1 2) 3) 25 . 61 . 0.3 . 3 () 4 4) 6,500 10 8 5) 5 2 6) 7) 24 2.1 8) CPU Intel Core i7-9750H (2.6 GHz), Graphics GeForce RTX 2070, Ram 32 GB
2.4
1) Adobe DNG Converter 12.2 , 2) DNG Profile
Editor 1.0.0.46 , 3) Lightroom 4 , 4) Agisoft Metashape
1.6.2, 5) Blender 2.75, 6) 3ds Max 2019, 7) V-ray Next
for 3ds Max 3.1, 8) Substance Designer 2019.3.3,
9) Python 3.6.4 and OpenCV
3 () ()
()
5 2
__20-0609(793-804).indd 797__20-0609(793-804).indd 797 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
798 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564



__20-0609(793-804).indd 798__20-0609(793-804).indd 798 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 799
6 () 360° 25 () Agisoft
7
1 () ()
360
25 1 6 ()
CR2 DNG
Adobe DNG Converter
7 ()

DNG Profile Editor 2
1 2
[11]
7 () 25
Lightroom 7 () ()
25 Agisoft

6 ()
(Polygon)
8 8
tif 5 ()
3.2 2
uvw 3ds Max [12]
Agisoft 5 ()


Blender
UV2.uvw 3ds Max
5 ()
8
, “
.”
800 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564
3
9 () Multi-Angle
to Albedo ()
() Multi-Angle to Normal ()
() () Normal To
Height HQ ()


3.4 4
h 9
4 2
(SIFT) OpenCV
(x, y) 5
() H (X,Y)

(1)
[15] 5 () ()
3.5 5
3ds Max
2 UV Channel 1 UV1.uvw
Agisoft 5 ()
Channel 2 UV2.uvw
Substance Designer 5
() () Vray
Diffuse Map Channel : 1
Normal
5 ()
360 25 /
18 25 1 Agisoft [5]
9 Substance Designer
__20-0609(793-804).indd 800__20-0609(793-804).indd 800 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 801
2 6
3 8
Substance Designer
5 4
2





2 3 4
()
()
()

20.9393 0.929 7.8142 46.7689 44,144 314 8.48 57.9103 11.1414
12.4020 0.822 2.1193 32.5350 14,308 215 3.96 43.6010 11.0660
10 () () ()
__20-0609(793-804).indd 801__20-0609(793-804).indd 801 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
802 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564
11 ( 3)









()

Agisoft
11 ( 1)
11 ( 2)


__20-0609(793-804).indd 802__20-0609(793-804).indd 802 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564 803
“”
jobs and other industries,” in Getting a Job in
Computer Graphics: Real Advice from Reel
People, 1st ed., Hoboken, NJ: John Wiley and
Sons, 2004, ch. 2, pp. 29–46.
[2] T. Jung and MC. T. Dieck, “Augmented reality,
virtual reality and 3D printing for co-creation
of value for visitor experience at cultural
heritage places,” Journal of Place Management
and Development, vol. 10, no. 2, pp. 140–151,
2017.
“The graphics rendering pipeline,” in Real-
Time Rendering, 4th ed., Boca Raton, FL: CRC
Press, 2018, ch. 2, pp. 11–25.
[4] D. Lanman and G. Taubin, “Build your own 3D
scanner : 3D photography for beginners,”
ACM SIGGRAPH 2009 Courses, no. 8, pp. 1–94,
2009.
Manual, Professional edition, Version 1.4,
Agisoft LLC, St. Petersburg, Russia, 2018.
[Online] .Available: https://www.agisoft.com/
of qasr al-abidit, Jordan. digital applications in
archaeology and cultural heritage,” Heritage
Documentation Using Laser Scanner and
Photogrammetry, vol. 16, p. e00133, 2020.
[7] W. McDermott. (2018, February). The Pbr Guide-
Part 1. Adobe Inc., San Jose, CA. [Online].
Available: https://academy.substance3d.com/
gen material pipeline for the order: 1886,” in
Proceedings SIGGRAPH Physically Based
pp. 357–370.
determining surface orientation from multiple
images,” Optical Engineering, vol. 19, no. 1,
pp. 139–144, 1980.
Sitthi-amorn, “Lumio3D: Rapid 3D geometry
and reflectance acquisition from continuous
spherical illumination,” in Proceedings
pp. 1.
Processing Part 3: White Balance. [Online].
Available: https://www.adobe.com/digitalimag/
Autodesk Inc., San Rafael, CA. [Online]. Available:
http://help.autodesk.com/view/3DSMAX
Foundation, Amster-dam, Netherlands. [Online].
Documentation, Adobe Inc. San Jose, CA, 2018.
Accessed: Jan. 12, 2020. [Online]. Available:
__20-0609(793-804).indd 803__20-0609(793-804).indd 803 3/6/2564 BE 09:563/6/2564 BE 09:56
, “
.”
804 The Journal of KMUTNB., Vol. 31, No. 4, Oct.–Dec. 2021
31, 4 ..–.. 2564
https://docs.substance3d.com/sddoc
matching and perspective transforms,” in
OpenCV with Python Blueprints. Birmingham,
United Kingdom: Packt Publishing, 2015, ch. 3,
pp. 47–68.
VRayMtl, Chaos Software Ltd., Culver City, LA.
[Online]. Available: https://docs.chaosgroup.
Available: https://docs.unity3d.com/Manual/