CYCLONE TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS,
TABLE DES MATIÈRES
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INTRODUCTION DE LA NOTICE ..........................................................................................................
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DÉFINITION DES TERMES ....................................................................................................................
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INTERFACE DU LOGYCIEL CYCLONE ................................................................................................. 19 2.1 Hierarchie du logiciel .................................................................................................................... 2.1.a Écran d’accueil ........................................................................................................................ 2.1.b Écran des serveurs .................................................................................................................. 2.1.c Écran des bases de données ................................................................................................ 2.1.d Bases de données .................................................................................................................... 2.2 Interface des scans, ModelSpaces et ControlSpaces .......................................................... 2.2.a Le scan ........................................................................................................................................ 2.2.b Le ModelSpace ............................................................................................................................ 2.2.c Le ControlSpace ........................................................................................................................ 2.2.d Images ........................................................................................................................................... 3.3 Interface de la fenêtre d’assemblage, Registration .......................................................
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Table des matières
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3.1 Comment importer les données du scanner dans Cyclone? ............................................... 3.1.a Créer une nouvelle base de données .............................................................................. 3.1.b Importer un projet .................................................................................................................. 3.2 Comment nettoyer un nuage de points et l’assembler ........................................................ 3.2.a Préparation des ModelSpaces .............................................................................................. 3.2.b Comment supprimer des points ........................................................................................... 3.2.c Que faut-il supprimer? ........................................................................................................ 3.3 Comment assembler des scans /Registration ........................................................................... 3.3.a Préparer l’assemblage .......................................................................................................... 3.3.b Créer un fichier d’assemblage .......................................................................................... 3.3.c Assemblage Manuel .................................................................................................................... 3.3.d Assemblage Automatique ........................................................................................................ 3.4 Unifier / Décimer ............................................................................................................................... 3.4.a Unifier........................................................................................................................................... 3.4.b Décimation .................................................................................................................................. 3.5 Exportation .............................................................................................................................................
TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Table des matières
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS,
INTRODUCTION DE LA NOTICE Cyclone est un logiciel de Leica permettant le traitement de données brutes de points. Dans cette notice vous trouverez une description du traitement de nuages de points ainsi que les outils utilisés dans le logiciel Cyclone de Leica. Vous y trouverez également toutes les étapes à suivre depuis l’importation des données brutes du scanner jusqu’à l’exportation des fichiers traités.
Infos
L’interface du système étant en anglais . Les titres sont en français dans la notice. Vous retrouverez leur traduction en bleu à coté.
Ce logo indique des précautions particulières à prendre lors des manipulations
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DÉFINITION DES TERMES a b
c
Dans ce chapitre vous trouverez la définition des termes que vous trouverez dans le logiciel cyclone.
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS,
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DÉFINITION DES TERMES
Database
Base de données, contient un projet contenant des domaines.
ou
plusieurs
ScanWorld
Domaine, un simple scan ou collection de scans prit aux mêmes coordonnées. Le domaine contient des ControlSpaces et ModelSpaces.
ControlSpace
Dossier qui contient les informations sur les contraintes utilisées pour assembler des scans.
ModelSpaces
Dossier qui contient les informations de la base de données qui ont été modifiées.
ModelSpace Wiew
Aperçu du ModelSpace
Scan
Aperçu du nuage de point brut.
TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Définition des termes
a b
c
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INTERFACE DU LOGICIEL CYCLONE
Dans descriptif logiciel.
ce chapitre vous trouverez des différentes interfaces
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un du
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2.1
INTERFACE DU LOGICIEL CYCLONE Hiérarchie du logiciel
2.1.a Écran d’accueil En ouvrant cyclone vous tomberez sur la page d’accueil avec trois onglets correspondant aux serveurs (servers), raccourcis (shortcuts) et aux scanners. Seul l’onglet des serveurs nous intéressera ici. 2.1.b Écran des serveurs En ouvrant l’onglet des serveurs vous avez le choix entre deux serveurs: un serveur partagé et un non partagé. Le serveur non partagé (unshared) est celui qui sera utilisé. 2.1.c Écran des bases de données Dans l’onglet du serveur non partagé vous trouverez la liste des bases de données (databases) existantes.
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
2.1.d Base de données Dans chaque bases de données vous trouverez les projets. Ces projets contiennent l’arborescence des données des scans comprenant: Nom du projet Nom du scan Domaine (scanworld) ControlSpace ModelSpaces Scan Images
base de données scanworld visionage points
du
nuage
de
photos prises pas le scan
Dans chaque bases de données vous trouverez le ControlSpace , le ModelSpace et le scan. Ce sont 3 différentes visualisations du scan. On utilise essentiellement les ModelSpaces ou les scans lors des assemblages (registration).
TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
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2.2
Interface des scans, ModelSpaces et ControlSpaces
2.2.a Le scan Dans l’arborescence du projet vous pouvez ouvrir la fenêtre du scan.(1) Il s’agit d’une fenêtre pour uniquement visualiser le nuage de points prit par le scanner. Vous ne pourrez pas éditer ce nuage de points dans cette fenêtre. En haut à gauche de cette fenêtre vous trouverez quelques outils de visualisation (2). Les deux premiers vous aideront à la navigation et les autres à la visualisation: -Visualisation en perspective -Visualisation en axonométrie -Vue de haut -Vue du coté gauche -Vue du coté droit -Vue de face
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
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2.2.b Le ModelSpace Lorsque vous ouvrez pour la première fois un ModelSpace vous avez le choix entre ouvrir un fichier temporaire ou créer un nouveau fichier. Vous retrouverez les mêmes outils que dans le scan ainsi que des nouveaux.
Sélection d’un point Sélection de plusieurs points Zones de sélection fence Sélection de tous les points du nuage Inverser sélection Afficher nuage(s) de points masqué(s) Masquer nuage(s) de points sélectionné(s) Masquer nuage de points sélectionné
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Afficher/masquer axes du repère
Afficher/masquer points
Afficher plan de référence actif
Afficher 100% des points
Vue globale du nuage de points
Afficher 80% des points Afficher 60% des points
Utiliser les couleurs du scan pour l’affichage Utiliser les couleurs de l’intensité des points
Afficher 40% des points Afficher 20% des points
Vue en noir et blanc Afficher ombre Afficher nuage de point premier plan ou arrière plan Afficher points premier plan Afficher points arrière plan
Ces options permettent de modifier l’affichage pour une meilleure navigation.
Affichage «texturé» du nuage de points Augmenter épaisseur des points (affichage) Diminuer épaisseur des points (affichage)
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
2.3.c Le ControlSpace L’interface du ControlSpace est identique au ModelSpace. 2.3.d Images MultiImage: Contient toutes les photos prises par le scanner si le domaine en contient. En ouvrant le fichier MultiImage (double clique) vous pourrez visualiser une image à 360°. Vous pouvez aussi visualiser toutes les images une par une du scan.
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2.3
Interface de la fenêtre d’assemblage, Registration
La fenêtre Registration va vous permette d’assembler deux ou plusieurs scans (voir 3.3). Vous y retrouverez la plupart des outils déjà décrit précédemment (2.2.b). Trois onglets principaux composent cette fenêtre: ScanWorld’s Constraints: une arborescence des domaines que vous souhaitez assembler Contraint List: Une liste des contraintes que vous avez créé entre deux scans nécessaire à l’assemblage
Affichage des ModelSpaces à assembler
ModelSpaces: Arborescence des ModelSpaces que vous voulez assembler.
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS, Interface du logiciel
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TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS
Dans ce chapitre vous trouverez les différentes étapes à suivre pour nettoyer, assembler, décimer et exporter des nuages de points.
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3.1
TRAITEMENT DU NUAGE DE POINTS Comment importer les données du scanner dans Cyclone?
3.1.a Créer une nouvelle base de données Avant de vouloir importer vos données du scanner il faut commencer par créer une nouvelle base données si vous commencez un nouveau projet. Pour cela commencez par choisir un serveur (généralement le serveur non partagé. Cicontre METALAB (unshared)). (1)
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Ouvrez le menu déroulant (clique droit) et ouvrez le menu Databases. (2) Dans ce menu cliquez sur add. (3) Entrez un nom dans Database name. Vous pouvez choisir un dossier de destination dans Database filename si il en existe déjà un. Sinon le logiciel en créera un.
Il est conseillé de créer une nouvelle base de données à chaque nouveau projet.
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3.1.b Importer projet Après avoir créé la base de données vous pouvez importer le ou les projets. Ouvrez le menu de votre base de données (clique droit). Allez dans: Import Scanstation data Import scanstation project Pour importer tous les scans d’un même projet. ou Import Scanstation data Import scanstation partial project Pour importer certains scans d’un même projet.
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Sélectionnez-le ou les fichiers à importer puis cliquez sur OK. (1) Un nouveau menu apparaît. Il s’agit des paramètres d’importation. (2) Sub sample permet de réduire la quantité de données du scan à l’importation il est recommandé de le garder à 100% et de décimer* plus tard les nuages de points.
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Si vous avez utilisé des cibles noires et blanches vous pouvez cocher l’option Find B&W targets. Le logiciel les recherchera pour faciliter les assemblages de scans. Si les scans importés ont été fait sur un même lieu vous pouvez cocher auto align scans ce qui permettra de faciliter l’assemblage de scans.
* Décimer = Réduire le nombre de points dans le nuage de points.
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Après avoir importé les données vous obtenez une arborescence de tout le projet identique à l’arborescence ci-contre.(1) Il est conseillé de renommer les dossiers pour ne pas se perdre au fur et à mesure du traitement des scans. Renommez les scanworlds, modelspaces et scans en donnant le lieu du scan. Cela vous évitera de ré-ouvrir à chaque fois les visuels pour savoir où a été fait le scan.
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ex: scan 01 fond transept droit, scan 02 entrée transept droit, etc... voir ci-contre (2)
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3.2
Comment nettoyer un nuage de points
3.2.a Préparation des ModelSpaces Avant toutes interventions sur les ModelSpaces il est conseillé de prévoir une sauvegarde des fichiers originaux. Menu projet copy Menu databases create project Renommer projet ex: project_copy Menu projet paste
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Avant toute suppression de points listez les éléments à supprimer. Vous risqueriez de supprimer définitivement des points qui pourraient vous être utiles par la suite. Créez les ModelSpaces à nettoyer si non fait ( voir 2.2.b ).
Si vous comptez assembler des scans nettoyés, lisez ce chapitre et celui de l’assemblage avant de commencer.
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3.2.b Comment supprimer des points ? Après avoir fait une sauvegarde et listé les éléments à enlever, vous pouvez procéder à la suppression de points. Pour cela utilisez les outils de zone de sélection (fence). Délimitez la zone à sélectionner. Les zones de sélection prennent en compte tous les points à l’intérieur de la zone autant les points au premier plan que ceux à l’arrière plan.
Ouvrez le menu défilant (clique droit) Allez dans fence delete inside pour supprimer à l’intérieur
ou delete outside
pour supprimer à l’extérieur
Vous pouvez aussi sélectionner select fenced. Cela sélectionne tous les points dans la zone et vous pouvez les supprimer où les éditer.
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3.2.c Que faut il supprimer? Il est conseillé de commencer par supprimer les points parasites. Le plus fréquent il s’agit de points créés à cause de surfaces transparentes ou réfléchissantes (fenêtre, miroir, etc.) même si ces points peuvent paraître correctes ils ne le sont pas et pourraient compliquer les assemblages de scans.
Parasites créés par une surface réfléchissante
Il faut absolument supprimer les points qui correspondent à des objets en mouvement (voiture, personne, oiseaux, etc). L’assemblage avec ce genre de parasites sera presque impossible. Il est conseillé aussi de supprimer les éléments inutiles comme du mobilier ou des arbres. Ces éléments ne sont pas importants par la suite sauf pour des cas exceptionnels. Ces points ne feront qu’alourdir la taille des fichiers.
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Exemple de mobiliers à supprimer. Inutiles pour la modélisation du bâtiment et alourdi considérablement le fichier.
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3.3
Comment assembler des scans / Registration
3.3.a Préparer l’assemblage Avant d’assembler essayez de supprimer au maximum les points non utiles sur les scans. Par exemple si un poteau se trouve sur 3 scans on peut le supprimer d’au moins un scan. Cela permet d’alléger le nuage de points après assemblage. Alléger les nuages de points est très important pour le traitement sur d’autre logiciels par la suite. Si le nuage de points est trop important les logiciels de CAO peuvent ne pas supporter la taille du fichier.
Si vous avez plusieurs scan à assembler Préparer une liste des scans qui s’assemblent entre eux. Il est possible que deux scans fait dans un même endroit ne puissent pas s’assembler car il y a trop peu de points en commun. Il est donc nécessaire d’utiliser un autre scan. Il est conseillé d’assembler 2scans par 2 scans et d’assembler les assemblages intermédiaires par la suite.
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3.3.b Créer un fichier d’assemblage Dans le projet créez un fichier d’assemblage (registration) Projet menu défilant create registration Ouvrez le fichier et ajouter les scans à assembler. ScanWorld Add ScanWorld Sélectionnez les ScanWorlds et ajoutez-les Allez dans l’onglet ModelSpaces ouvrez l’arborescence en entier et double cliquez sur le ModelSpace (2 maximum au début).
Après plus d’expérience vous pourrez ajouter plus de 2 scans mais il est conseillé de commencer par 2 scans maximum pour éviter les confusions.
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Affichages des ModelSpaces ouvert.
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3.3.c Assemblage Pour assembler les scans vous devez sélectionner 3points minimum qui se corresponde dans les deux ModelSpaces. Pour cela utilisez l’outil sélection de points multiple . Cliquez sur un point dans un ModelSpace puis le point qui lui correspond dans l’autre ModelSpace. Il n’est pas nécessaire d’être très précis. Faites cette opération au minimum trois fois. Après avoir sélectionné ces points allez dans le menu Cloud Constraint et cliquez sur Add Cloud Constraint Vous venez de dire au logiciel d’utiliser ces points comme références pour l’assemblage. Ouvrez le menu Registration et cliquez sur Register.
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Après avoir fait le calcul de la registration, sélectionnez les deux ModelSpaces ( touche Ctrl et clique gauche sur les deux ModelSpaces). Créez un nouveau domaine ScanWorld: Registration Registration
Create
ScanWorld/Freeze
Retournez sur la fenêtre d’accueil sans fermer la fenêtre précédente. Le fichier Registration s’est modifié en Domaine ScanWorld [Registration #]. Dans ce domaine Il n’y a pas encore de Modelspace. Pour cela retournez sur la fenêtre d’assemblage. Ré-sélectionnez les Modelspaces et créez le ModelSpace des scans assemblés: Registration
Create ModelSpace
N’oubliez pas de sélectionner les ModelSpaces sinon la création du ModelSpace d’assemblage ne fonctionnera pas.
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Vous obtenez maintenant le ModelSpace dans l’arborescence du nouveau domaine. Ouvrez le comme expliqué dans le paragraphe 2.2.b Renommez le domaine et le ModelSpace ex: transept_droit+transept_gauche Vous pouvez maintenant éditer le fichier, le ré-nettoyer si besoin. Recommencez cette étapes pour assembler tous les scans pour obtenir un nuage de points complet de votre projet.
Assemblage de deux scans
Assemblage de tous les scans
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3.3.d Assemblage automatique Cloud Constraint Wizard Il existe la possibilité de faire un assemblage de manière automatique. En réalité le logiciel peut détecter par lui même les contraintes à créer. Cette méthode n’est pas forcement la plus fiable mais un peu plus rapide. Elle permet d’assembler plusieurs scans dans un même fichier. Je recommande de faire la méthode manuelle notamment lorsqu’il s’agit d’environnements où les objets scannés sont répétitifs (un hangar tramé, etc) le logiciel peut se tromper dans les assemblages et le nuage de points est donc faux. Avant toute manipulation il faut bien préparer l’étape 3.3.d (liste des scans à assembler). Cette étape est essentielle. Cette assemblage utilise les scans purs non nettoyés. Point négatif car les fichiers assemblés sont à nettoyer par la suite et seront toujours plus lourds comparé à la méthode manuelle.
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Après avoir préparé votre liste vous pouvez créer votre fichier Registration (voir 3.3.b). Ajoutez tous les domaines des scans à assembler. Ouvrez la fenêtre de création de contraintes automatiques: Cloud constraint Cloud Constraints Wizard Dans cette fenêtre vous allez définir quel scan doit s’assembler à tel scan. C’est ici que la liste que vous avez préparée vous sera utile. La fenêtre se présente comme un tableur et vous devez cocher les «liens» entre scans. Exemple ci-contre: Le scan_01_fond_transept_droit est lié au scan_02_entrée_transept_droit.
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Après avoir coché les liens voulus, cliquez sur Update. Une nouvelle fenêtre apparait. Ne la fermez pas. Cette fenêtre va vous permettre de valider au fur et à mesure les assemblages automatiques. Pour cela vérifiez l’assemblage de deux scans en cliquant sur prewiew. Un ModelSpace va s’ouvrir. Vous pouvez vérifier si les scans se sont bien assemblés. Si c’est le cas fermez le ModelSpace. Sur la fenêtre Cloud Constraints Wizard, appuyez sur Constrain. Répétez cette étapes pour tous les assemblages. Créez l’assemblage en suivant les étapes de registration (3.3.f)
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Je conseille grandement de privilégier la méthode manuelle à la méthode automatique. Même si la méthode automatique paraît plus rapide il vous faut parfois recommencer plusieurs fois. Et comme dit précédemment les fichiers obtenus sont lourds et non nettoyés.
Assemblage fait avec la méthode automatique: Nuage de points complètement faux, inutilisable. 3ème tentative
Assemblage fait avec la méthode manuelle: Nuage de points correct, utilisable. 1ère tentative
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3.4
Unifier / Décimer
3.4.a Unifier Après l’étape d’assemblage il vous faut unifier les nuages de points. En effet dans le nouveau ModelSpace créé vous avez assemblé des scans mais le logiciel comprend toujours que c’est un fichier composé de plusieurs nuages de points. Il vous faut donc un fichier comprenant qu’un nuage de points. Pour cela ouvrez le menu défilant du ModelSpace (clique droit) et cliquez sur Unify ModeSpace. Dans la nouvelle fenêtre cochez la case Fast Unify puis Unify. Le processus peut durer un certain temps. Vous obtenez un ModelSpace avec un seul nuage de point.
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3.4.b Décimation Avant de décimer le nuage de points il est conseillé de garder une copie du nuage de point brut. Après avoir fait une copie, retournez dans Unify ModeSpace et cochez la case Reduce Cloud:Average Point Spacing et entrez une valeur. Il s’agit de l’espacement moyen entre deux points pour le nouveau fichier. Plus l’espacement est petit plus le fichier sera lourd. Le logiciel peut retirer des points mais aussi en créer en extrapolant les coordonnées. Il vous faudra surement plusieurs essaies pour obtenir la densité voulue. C’est pourquoi la copie du fichier brut est nécessaire.
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3.5
Exportation
Pour Exporter vos fichiers il vous suffit d’ouvrir le ModelSpace. Ouvrez le menu d’exportation: File Export Vous pouvez exporter en plusieurs formats: .dxf .ptg .ptz .coe .e57 .tif .msh .pts .ptx .sim .svy .txt .xyz
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Autocad Recap ArchiCad, Recap Meshlab Recap Recap
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Rhinoceros, Recap, Meshlab ArchiCad, Rhinoceros, Recap, Meshlab
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Réalisé par Adrien MINÉ, Étudiant en Master 2 «Architecture Modélisation Environnement» (A.M.E.) à l’École Nationale Supérieure d’Architecture de Nancy, Dans le cadre d’un stage-recherche mené au Centre de Recherche en Architecture et Ingénierie (MAP-CRAI), Sous la direction d’Olivier MALCURAT, enseignant et architecte D.P.L.G. Avril 2016
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