Co to jest chmura punktów?
Modelowanie komputerowe i skomputeryzowana trójwymiarowa grafika opierają się na szeregu punktów wzdłuż powierzchni dla prawidłowego renderowania. Punkty wielowymiarowe dostarczają komputerom informacji niezbędnych do odtworzenia obiektu fizycznego w cyfrowej trójwymiarowej płaszczyźnie. Punkty związane z określonym modelem, obrazem lub inną grafiką są zdefiniowane za pomocą współrzędnych X, Y i Z. Wszystkie współrzędne związane z takim obrazem są zawarte w koncepcji zwanej chmurą punktów. Chmury punktów reprezentują wszystkie współrzędne, które pomagają zilustrować zewnętrzną powierzchnię trójwymiarowego obiektu.
Branże, takie jak produkcja, wykorzystują chmurę punktów do inżynierii odwrotnej, zapewniania jakości, dostosowywania i projektowania produktów. Korzystając z modeli projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), można skanować i analizować określoną część pod kątem dokładności i standaryzacji. Gotowa część, po zeskanowaniu i przekonwertowaniu na serię współrzędnych, powinna pasować do modeli CAD, gdy renderingi są nałożone. W produkcji medycznej zastosowanie podobnego modelowania 3D może pomóc w dostosowaniu urządzeń medycznych do potrzeb określonych pacjentów. Obrazowanie medyczne, takie jak tomografia komputerowa 3D (CAT), wykorzystuje również takie techniki kompresji danych do konwersji i kompilacji obrazów w trójwymiarowy model komputerowy.
Samo chmura punktów nie wykona skomputeryzowanej rekonstrukcji obiektu. Zamiast tego chmury punktów są używane do tworzenia modelu przy użyciu różnych metod rekonstrukcji powierzchni. Na przykład trójkątny model siatki łączy wierzchołki za pomocą szeregu trójkątów w celu renderowania zgrubnego konturu powierzchni obiektu. Modele CAD i niejednolite modele powierzchniowe racjonalne bazowanie splajnu (NURBS) są również często kojarzone z różnymi aplikacjami i metodologiami rekonstrukcji powierzchni.
Renderowania trójwymiarowe nie są jedynym zastosowaniem chmury punktów. Podczas renderowania powierzchni obiektu dodanie informacji o kolorze lub teksturze powoduje powstanie czterowymiarowej chmury punktów. Takie dodatkowe informacje pozwalają użytkownikom na większą zwinność w zakresie pracy ze zrekonstruowanymi obrazami i powierzchniami obiektów. Obrazy wykorzystujące chmurę punktów z informacjami o kolorze pozwalają oprogramowaniu do przetwarzania danych odtworzyć bardziej realistyczny model komputera.
Zbieranie skanów w celu konwersji na chmurę punktów wymaga specjalistycznego sprzętu w celu dostarczenia szczegółowych informacji potrzebnych do rekonstrukcji. Potrzebne są specjalne kamery 3D, skanery laserowe i inne urządzenia, a także pewna forma struktury przetwarzania do interpretacji i renderowania danych chmur punktów. Niektóre programy komputerowe mogą renderować modele chmur punktów w oparciu o zmienne wprowadzane syntetycznie. Syntetyczne przetwarzanie w chmurze punktów dodatkowo rozszerza opcje komputerowego modelowania w produkcji, urządzeniach medycznych, grafice generowanej komputerowo dla filmu oraz tworzeniu wirtualnego świata lub środowiska wirtualnego.