Chmura punktów

Chmura punktów to zestaw punktów określony w przestrzeni.

Takie punkty mogą obrazować np. trójwymiarowy kształt albo dowolny obiekt, a ponadto każdy z punktów ma przypisaną dokładną lokalizacje w układzie współrzędnych Kartezjańskich.

Chmury punktów zazwyczaj tworzone są przez skanery 3D albo oprogramowanie do fotogrametrii, które mierzy dużą liczbę punktów na danym obszarze. Powstałe w ten sposób zbiory danych są wykorzystywane na wiele sposobów, np. w rysunku CAD do tworzenia modeli wytwarzanych części, ale także w programach do wizualizacji, animacji i renderowania obiektów.

Chmury punktów można porównać z gotowym obiektem w poszukiwaniu różnic, tak samo jak można je dopasować do innego gotowego modelu 3D. W bardzo łatwy sposób można także pozyskać wymiary geometryczne oraz tolerancje z takiego obiektu.

Chmury punktów można wygodnie renderować i przeglądać, a często zdarza się także przekształcanie ich na siatki wielokątów, NURBS albo na modele CAD za pomocą rekonstrukcji powierzchni.

Jest wiele sposobów na konwersje chmur punktów do powierzchni 3D. Przykładowo triangulacja Delone’a, kształty alfa czy BPA budują warstwę połączonych trójkątów na powierzchni chmury punktów, natomiast inne metody przekształcają chmurę punktów do wokseli, a następnie rekonstruują powierzchnię za pomocą algorytmu maszerujących sześcianów.

W GIS chmury punktów są jednym ze źródeł danych używanych do tworzenia numerycznego modelu terenu oraz obiektów 3D w środowisku miejskim. Za pomocą dronów pozyskuje się obrazy RGB, które potem są przekształcane przez programy typu AgiSoft Photoscan, Pix4D czy DroneDeploy w chmury punktów zawierających szacunki wielkościowe.

Czasami chmur punktów używa się do przedstawiania danych wolumetrycznych, jak np. w diagnostyce obrazowej.

Chmurę punktów z obszarem Polski możemy uzyskać z serwisów gov.pl.

Opis pozyskania takiej chmury punktów oraz sposób wczytania do ZWCAD pokazaliśmy na filmie poniżej.

Obsługa chmury punktów została wprowadzona w ZWCAD 2024 Professional, Architecture i Mechanical.

Polecenia związane z obsługą chmury punktów:

• POINTCLOUDATTACH to polecenie pozwalające na przyłączenie kilku podstawowych formatów chmur punktów, jak np. RCS, RCP, E57, LAS, LAZ, PTS. Kiedy dane w formacie E57, LAS, LAZ albo PTS zostaną przyłączone po raz pierwszy, należy je przekonwertować przy pomocy ZWCADa na format RCS albo RCP.
• POINTCLOUDCROP to polecenie, które pozwala na wycięcie fragmentu z chmury punktów. Po użyciu można wybrać czy wyciąć zewnątrz czy wewnątrz zaznaczonego obszaru.
• POINTCLOUDCROPSTATE pozwala na zapisanie chmury punktów. Można zapisać kilka stanów tej samej chmury punków i w dowolnym momencie ją przywrócić do poprzednio zapisanego stanu.
• POINTCLOUDMANAGER otwiera panel zarządzania chmurami punktów, a POINTCLOUDMANAGERCLOSE go zamyka.
• POINTCLOUDSTYLIZE pozwala na zmianę koloru stylu obiektu.
• SECTIONPLANE pozwala na zrobienie wycinka z chmury punktów na dowolnie wybranej linii. LIVESECTION pozwala na włączanie albo wyłączanie wycinków.
• PCEXTRACTSECTION pozwala na zrobienie rysunku 2D za pomocą linii na przekroju.
• XREF otwiera okienko z zewnętrznymi odnośnikami. Można tam wstawiać, przenosić i odświeżać odnośniki.
• 3DOSMODE to zmienna systemowa ustawiająca wartość skoku dla obiektów 3D.
• LINEEXTRACTORCOLOR to zmienna systemowa ustawiająca wyjściowy kolor wycinka chmury punktów.
• LINEEXTRACTCONNECTSEGM to zmienna systemowa kontrolująca linie łączące w wycinkach chmury punktów.
• LINEEXTRACTEDUCECOLVERT to zmienna systemowa kontrolująca tolerancje kątów przy tworzeniu wycinków chmury punktów.
• LINEEXTRACTMINSEGMENTLENM to zmienna systemowa kontrolująca minimalną długość linii podczas tworzenia wycinka chmury punktów.
• LINEEXTRACTOUTPUTLAYER to zmienna systemowa ustawiająca warstwę wyjściową dla tworzonego wycinka chmury punktów.
• LINEEXTRACTOUTPUTTYPE to zmienna systemowa ustawiająca typ wyjściowy dla tworzonego wycinka chmury punktów.
• LINEEXTRACTPOLULINEWIDTH to zmienna systemowa kontrolująca szerokość polilinii 2D z wycinka chmury punktów.
• LINEEXTRACTPREVIEW to zmienna systemowa kontrolująca czy należy wyświetlić podgląd przed wycięciem z chmury punktów.
• LINEEXTRACTTYPE to zmienna systemowa kontrolująca jaki fragment jest wycinany z chmury punktów.
• PCMSTATE to zmienna systemowa pokazująca czy Menadżer Chmury Punktów jest aktualnie otwarty czy zamknięty.
• POINTCLOUD2DVSDISPLAY to zmienna systemowa kontrolująca czy ramka i podpowiedź mają być wyświetlane w ramce 2D.
• POINTCLOUDBOUNDARY to zmienna systemowa kontrolująca czy ramka chmury punktów ma być wyświetlana.
• POINTCLOUDDISPLAY to zmienna systemowa kontrolująca wyświetlanie chmury punktów.
• POINTCLOUDLOCK to zmienna systemowa kontrolująca blokadę dla nowych chmur punktów.
• POINTCLOUDLOD to zmienna systemowa kontrolująca poziom szczegółów dla chmur punktów.
• POINTCLOUDPLOT to zmienna systemowa kontrolująca czy ma się wyświetlać podpowiedź w przypadku braku wsparcia dla drukowania chmury punktów.
• POINTCLOUDPOINTMAX to zmienna systemowa kontrolująca maksymalną liczbę punków w chmurze punktów.
• POINTCLOUDPOINTSIZE to zmienna systemowa kontrolująca rozmiar chmury punktów.