【Vuforia】最佳实践：支持作为模型目标(Model Targets)的对象和CAD模型_vuforia model target

一、支持对象类型

       Vuforia模型目标特征(Model Targets Feature)为支持的对象和用例(use cases)提供了强大(robust)的识别追踪功能。
       支持类型包括玩具、全尺寸车辆(full-sized vehicles)、建筑地标(architectural landmarks)，以及医疗、制造和工业设备等。

       下面，我们将重点介绍Vuforia’s Model Target技术所支持物理对象的属性。我们将通过优劣举例来说明具体的质量差异。上面这些图像都是仅作示范(indication)的可效仿(exemplary)对象。您可以验证您的特定用例(specific use-case)是否符合推荐规范(recommendations)。

       受技术限制的用例(Use-cases stretching the limits of the technology)：目前并不能稳定将铰接式(articulated)，光滑(shiny)或透明(transparent)等类似对象作为Model Targets。

空间位置

       如果目标物体可以被固定住，并在被检测到之后不再移动，追踪模型目标的效果最好。用户可以围绕物体移动，但理想状态下，不应移动目标物体本身。

       如果您希望移动目标物体，请选择此文中所阐述的自适应动作提示(ADAPTIVE motion hint)：模型目标追踪优化(【原文】Optimizing Model Target Tracking)。

着色或有图案的表面(Colored or Patterned Surface)

注意：实体模型(physical model)的颜色没必要和用来生成模型目标的CAD模型一致。一个模型目标数据库(database)就可以用来检测追踪具有不同颜色的同种产品。

充足的几何细节(Geometric Detail) - 足够复杂(Complex Enough)的模型

不易弯曲并且刚性的(Non-flexible and Rigid)

和CAD模型相匹配

二、CAD模型最佳实践

       上一节提供了有关"如何挑选与模型目标特征配合良好的物理对象"之建议，本节将提供有关"如何最好地准备相应的CAD数据"之建议。

       一般来说，用于模型目标生成器(Model Target Generator)的CAD模型需要：

• 具有最多40万个多边形(polygons)或三角形(triangles)
• 包含最多10个部分(parts)
• 包含最多5种纹理(textures)
• 使用右手坐标系(right-hand coordinate system)

       这些建议是根据CAD模型遇到的常见问题编写的。

注意：由于可用的CAD软件种类繁多，生成管线(generation pipelines)也有多种可能，因此我们很难提供在所有情况下都能奏效的解决方案。因此，下面的建议不可避免地有些泛化(generic)，并且特定模型仍然可能有特定问题。如果您的特定模型在模型目标生成器中不能正常工作，请通过论坛与我们联系。

纹理(Texturing)

       • 使用写实纹理(例如3D扫描)可以提高(识别)模型目标的性能，特别是高级模型目标(Advanced Model targets)的识别精度。使用真实的纹理或颜色时，请确保在“真实外观(Realistic Appearance)”模式下训练模型：

       同时，使用写实纹理会降低追踪性能，特别是当它们包含物理对象在追踪过程中看不到的硬阴影(hard shadows)时。扫描对象时，请确保在光线充足且均匀(well and evenly)的环境中捕获(capturing)它们。避开硬阴影和强烈的彩色光源。
       详细的有关信息，请参阅Vuforia指南：如何用扫描模型创建模型目标(【原文】Guide on How to Create Model Targets from Scanned Models)。
       如果模型数据具有写实纹理，建议对使用和不使用这些纹理创建的两类模型目标进行性能测试。其中一种可能比另一种效果好得多(significantly better)，这取决于该特定对象与纹理属性。

       • 在某些情况下，模型的纹理或颜色可能与实际对象不匹配。这种情况可能是因为模型零件(parts)在CAD软件中被不自然地(artificially)着色了，或是因为该对象有不同的纹理变体(textured variants)(例如某种玩具及其变体，绘图(painting)不同但形体相同)。
       如果是这种情况，请确保在创建高级模型目标时移除不正确的纹理，并在“非真实外观(Non-Realistic Appearance)”模式下训练模型目标：

模型零件的着色 - “吹泡泡(Bubble-Gumming)”

       如果您的CAD模型不包含纹理或颜色，则最好为零件分配不同的颜色，以指明实际对象的不同材质或表面特性。我们称此过程为“吹泡泡(Bubble-Gumming)”。

       按照设计，Vuforia模型目标特征是根据形体(shape)检测对象的，不过提供材质额外信息也有助于显著加强检测稳健性(robustness)。有些零件(parts)之间间隙(gaps)很小，虽然在现实中很明显(strongly visible)，但很难在渲染视图(rendered view)中进行判断(extract)，则可以用颜色来进行区分(indicate)。例如车身和车门之间的间隙。如果可以的话，请避免使用无法传输颜色信息(如STL)的单色模型(single-color models)或文件格式。

       当您对CAD数据进行“吹泡泡”操作，创建Advanced Model Target时，在"Non-Realistic Appearance"模式下训练模型目标非常重要。

移除铰接(articulated)零件

       如果物理对象主体是刚性的，但包含铰接式或可移动(moving)的零件(例如，汽车的车轮或汽车仪表板(dashboard)上的方向盘(steering wheel))，请从CAD模型中移除这些零件。

注意：仅当物体主体为刚性时生效。不支持主要由铰接式或可弯曲零件构成的物体。

大孔(Large Holes)

提示：新的CAD软件包(software packages)可以在3D打印之前验证(verify)模型的孔和裂缝，此工具有助于您在使用Vuforia之前验证模型。

部件丢失(Missing Parts)

注意：如上所述，如果已知零件为非刚性(non-rigid)(可移动)零件，建议将其从模型中移除。

法线错误(Incorrect Normals)

三、了解更多

• Vuforia：模型目标概述
  【原文】Model Targets Overview
• 【Vuforia】用户指南：模型目标生成器
  【原文】Model Targets Generator User Guide
• 【Vuforia】高级模型目标数据库
  【原文】Advanced Model Target Databases
• Vuforia：维京火星登陆舱3D打印说明
  【原文】3D Printing Instructions for the Viking Mars Lander
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