Kaksiulotteisten pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvien 3D-mallintaminen hyödyntäen fotogrammetriaa
Veijalainen, Valtteri (2019)
Kandidaatintyö
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019090927471
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019090927471
Tiivistelmä
Kappaleen kolmiulotteinen muoto antaa paljon tietoa sen muodosta, suunnasta ja olotilasta. Kolmiulotteisia malleja hyödynnetään muun muassa maakartoituksissa, perintötutkimuksissa ja lääketieteen proteesien valmistuksessa fotogrammetrisiä menetelmiä hyödyntäen, ja tutkimus tämän kehittämiseksi on ajankohtaista.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin 3D-mallintamisen soveltuvuutta kemiantekniikassa käytettävään pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) kuviin fotogrammetrian avulla. Näytteistä otettiin mikroskoopilla kuvasarjoja erilaisilla kallistuskulmilla ja rotaatioaskeleilla ja kuvasarjat siirrettiin erikseen valittuun 3D-mallinnusohjelmistoon. Ohjelmisto kalibroi kuvasarjat ja loi syötetyistä kuvasarjoista harvan ja tiheän pistepilven, jonka jälkeen kuvista lisättiin malliin pintaverkko ja tekstuuripinta. Mallinnuksen yhteydessä vertailtiin myös SE- ja BSE-3D -detektoreita ja näillä otettujen kuvien vaikutuksia malleihin. Lopuksi malleja tulostettiin 3D-tulostimella.
Tutkimuksen tuloksena mallien luominen onnistui käyttämällä fotogrammetrista 3D-mallinnusohjelmistoa. Parempia malleja tuotettiin BSE-3D -detektorilla (Back Scattered Electron) kaapatuista kuvasarjoista. Tuloksena oli yksityiskohtaisia malleja erilaisia kuvasarjoja yhdistämällä. Tutkimuksessa pitäisi keskittyä BSE-3D -detektorilla otettuihin kuvasarjoihin ja niihin tulisi lisätä kuvien määrää ja madaltaa kallistuskulmia paremman laatuisen mallin kehittämiseksi.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin 3D-mallintamisen soveltuvuutta kemiantekniikassa käytettävään pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) kuviin fotogrammetrian avulla. Näytteistä otettiin mikroskoopilla kuvasarjoja erilaisilla kallistuskulmilla ja rotaatioaskeleilla ja kuvasarjat siirrettiin erikseen valittuun 3D-mallinnusohjelmistoon. Ohjelmisto kalibroi kuvasarjat ja loi syötetyistä kuvasarjoista harvan ja tiheän pistepilven, jonka jälkeen kuvista lisättiin malliin pintaverkko ja tekstuuripinta. Mallinnuksen yhteydessä vertailtiin myös SE- ja BSE-3D -detektoreita ja näillä otettujen kuvien vaikutuksia malleihin. Lopuksi malleja tulostettiin 3D-tulostimella.
Tutkimuksen tuloksena mallien luominen onnistui käyttämällä fotogrammetrista 3D-mallinnusohjelmistoa. Parempia malleja tuotettiin BSE-3D -detektorilla (Back Scattered Electron) kaapatuista kuvasarjoista. Tuloksena oli yksityiskohtaisia malleja erilaisia kuvasarjoja yhdistämällä. Tutkimuksessa pitäisi keskittyä BSE-3D -detektorilla otettuihin kuvasarjoihin ja niihin tulisi lisätä kuvien määrää ja madaltaa kallistuskulmia paremman laatuisen mallin kehittämiseksi.