在非矩形形状的表面(壳)上生成3D栅格扫描

Question

因此，我有一个爱好项目，将USB显微镜捆绑在3D打印机上，在不同的X、Y和Z位置拍摄物体的照片，然后将其缝合成完整的图像。我从这个stack的代码开始生成2D矩形光栅图案，然后升级到2.5D成像(堆叠和拼接)，在每次2D扫描后重复循环以移动Z轴，最后对第四个轴执行相同的操作以启用3D成像。

问题是，大多数东西都不是矩形的，扫描可能会变得非常浪费，停下来在不是物体或明显模糊的区域拍摄照片。我希望能够1:移动“扫描平面”，例如扫描一个向上倾斜的扁平物体，以及2:一般情况下能够生成任意的扫描图案，或者至少是简单的理想形状。

如何获取有关三维形状的信息(例如，来自STL)，并将其他2D“点阵”光栅图案包裹在表面周围(或至少指向上方的部分)？

Answer 1

我用我最初的矩形/长方体扫描找出了做这件事的基础。数学很容易旋转，例如Y轴：

def RotateArray(ScanLocations, degrees = 30):
    #function to rotate a 3D array around a specified axis (currently Y). Ideally, around arb point in space.  
    #X Location minus offset becomes new hypotenuse after rotating.
    #(sin(degrees) * X) + Z gives new Z .
    #cos(degrees)* X gives new X. Right? Y should be unchanged.

    XLocations,ZLocations = ScanLocations['X'],ScanLocations['Z']
    sinof = sin(np.deg2rad(degrees))
    cosof = cos(np.deg2rad(degrees))
    XOffset = min(XLocations) #not fair to assume it is zeroth position

    ZLocations = [round((x-XOffset)*sinof + z,2) for x, z in zip(XLocations, ZLocations)]
    XLocations = [round(((i - XOffset) * cosof)+XOffset,2) for i in XLocations]

    ScanLocations['X'] = XLocations
    ScanLocations['Z'] = ZLocations
    return (ScanLocations)

使用ncviewer.com进行可视化：

original scan

Rotated Scan around Y axis

我现在需要解决的一个新问题是重新安排我的动作以提高效率。我想有选择地优先选择一个轴，例如Z轴，这样将被堆叠的图像在拍摄时没有X/Y移动。