Si ha leído mi anterior reseña del escáner 3D Systems Sense, sabrá que me impresionó la facilidad de uso y los detalles geométricos para un dispositivo con un precio inferior a 450 euros. Sin embargo, la calidad de la información de color -o de las texturas- que captura el Sense es completamente decepcionante. Esto se ha arreglado con el Sense 2 que revisé más tarde)

En esta revisión estoy probando el sensor de estructura fabricado por Occipital. Este dispositivo también estaba disponible como 3D Systems iSense pero esa versión renombrada ha sido descontinuada*.

Conseguí mi Structure Sensor en la tienda holandesa de impresión y escaneo 3D MakerPoint.

Actualización de febrero de 2017

*¿Cuál es la diferencia entre el Structure Sensor y el 3D Systems iSense? Y ¿por qué el iSense está actualmente en descuento?

Además del «Sense» mencionado en la introducción, 3D Systems solía vender el «iSense», que era, o es, más o menos un sensor de estructura renombrado. El iSense fue fabricado por Occipital y parece casi idéntico a un sensor de estructura, pero hay diferencias. 3D Systems descontinuó el producto en 2016, pero el stock restante se vende actualmente en línea con descuentos masivos de hasta el 80%.

Debido a que estaba recibiendo tantas preguntas sobre el iSense, conseguí uno yo mismo por $58 en eBay para probar si hay alguna diferencia en la calidad del escaneo y el soporte de la aplicación. Puedes leerlo en mi post sobre el Sensor de Estructura vs. iSense. Y como el iSense también viene con una aplicación dedicada de 3D Systems, también la revisé para completarla.

Precios

Si vives en Estados Unidos, un sensor de estructura cuesta 379 dólares con un soporte para iPad Air 2 en Amazon. También puedes comprarlo directamente en Occipital por ese precio y puedes elegir entre varios soportes para el iPad y accesorios como una lente gran angular y un cable cargador profesional que puede cargar el sensor de estructura y el iPad al mismo tiempo.

Si vives en la UE y no quieres las molestias de los envíos internacionales y los costes e impuestos añadidos de aduanas, lo mejor es que consigas el sensor de estructura con el soporte de ajuste en Makerpoint por 499 euros.

Es compatible con todos los iPads más nuevos que el iPad de 4ª generación y el iPad mini 2 (antes conocido como «iPad Mini con pantalla Retina») – incluyendo la compatibilidad recientemente añadida con el iPad Pro 9.7″ & 12.9″.

Lo he probado con el dispositivo compatible menos potente, el iPad mini 2, que tiene una cámara de 5 megapíxeles con una apertura de f/2.4. Dado que esta cámara se utiliza para capturar detalles de color, es seguro que el uso de un iPad más reciente dará lugar a una mejor calidad de la textura. Este iPad Pro 9,7″, por ejemplo, tiene una cámara de 12 megapíxeles con una lente f/2,2 más rápida. Dicho esto, creo que las pruebas con un iPad mini 2 son un gran punto de referencia y este iPad se sigue vendiendo por 265 euros, con lo que el coste mínimo total del sensor + soporte + iPad es de 765 euros, lo que sigue siendo mucho menos que muchos otros escáneres 3D. (Todos los precios que menciono están en euros e incluyen el 21% de IVA holandés).

He probado el sensor de estructura con 3 aplicaciones diferentes, que cubriré en 3 partes diferentes de esta revisión:

  1. Las aplicaciones propias de Occipital para el iPad
  2. La aplicación de terceros itSeez3D para el iPad que he revisado y
  3. El software Skanect de Occipital para Mac y Windows (Revisión que finalmente llegará en el primer trimestre de 2017)

Configuración del hardware

Ajuste del soporte

En primer lugar, necesita fijar el sensor de estructura al soporte -ambos están disponibles con aluminio plateado o azul- para su dispositivo. El sensor incluye 4 tornillos y un destornillador. El soporte puede ser uno oficial, pero también puedes pedir versiones impresas en 3D a través de Shapeways o descargar una de Thingiverse e imprimirla tú mismo. El sensor de estructura es un sistema muy «abierto» y personalizable de esta manera. Occipital incluso ha colocado dibujos CAD en su sitio web para desarrolladores para que puedas diseñar tu propio soporte. Los desarrolladores que quieran experimentar con el sensor más allá de utilizarlo con un iPad, también pueden comprar un cable USB Hacker de 50 euros para conectar el sensor directamente a cualquier dispositivo elegido.

Sensor de estructura (plateado) montado en el soporte del iPad mini con cierre de aluminio (también plateado).

Bonito detalle: Con el sensor de estructura montado, el iPad mini se sitúa en un ángulo de trabajo perfecto y se apoya en el borde de aluminio, protegiendo el cristal.

Impresión en 3D de una tapa de lente

Los soportes están diseñados para ser retirados fácilmente del iPad. Esto está bien, porque como yo probablemente tendrás una funda o estuche de algún tipo para proteger tu iPad durante el transporte. Por desgracia, el sensor de estructura no viene con ningún tipo de bolsa de transporte. Y aunque el soporte con el sensor acoplado es lo suficientemente resistente como para transportarlo en uno de los bolsillos laterales de la bolsa de mi portátil, no quiero que se produzcan arañazos en el cristal. No se incluye una tapa del objetivo, así que descargué esta tapa del objetivo del sensor de estructura de Thingiverse e imprimí una yo mismo en 3D. Si no tienes una impresora 3D tú mismo, probablemente vivas cerca de un 3D Hub que pueda ayudarte.

Imprimí en 3D la tapa de la lente con un fuerte filamento InnoPET (Consulta mi Guía de filamentos revisada para obtener más información sobre este y otros materiales de impresión 3D)

Calibración del sensor

Antes de utilizar el sensor de estructura por primera vez, hay que calibrarlo. Esto se debe principalmente a que la cámara RGB nativa del iPad se utiliza para capturar la información de color y la ubicación de la cámara varía en diferentes modelos de iPad. Por ello, hay que compensar el desfase entre la cámara del iPad y la cámara de infrarrojos del sensor de estructura.

Hay una aplicación dedicada al calibrador que hace que el proceso sea muy fácil: basta con salir a la calle en un día luminoso y apuntar el sensor hacia algo con mucho detalle. La aplicación rastreará algunos detalles automáticamente para hacer la mayor parte de la calibración y le permitirá afinarla después si es necesario.

La aplicación de calibración funciona perfectamente y también da una buena idea de lo que la cámara de infrarrojos (izquierda) ve realmente en el exterior a plena luz del día – más sobre esto más adelante.

Escaneo 3D con la aplicación del escáner occipital

La aplicación nativa del escáner es bastante sencilla. Simplemente apunte a la persona u objeto que desee capturar y utilice un gesto de dos dedos para escalar el cuadro indicador de modo que coincida con el tamaño del sujeto, que también se resaltará.

Sólo hay dos opciones:

  1. Escanear utilizando el «Antiguo Rastreador» que sólo utiliza información de forma o utilizar el «Nuevo Rastreador» que también utiliza información de color para realizar un seguimiento del objeto que está escaneando. No veo ninguna razón para usar el rastreador antiguo, porque escanear sin información de color hace difícil o imposible escanear objetos uniformes sin muchos detalles geométricos.
  2. Color de «baja resolución» o de «alta resolución». Según mis pruebas, la diferencia entre ambos es que el primero da salida a un mapa de textura de 2K (2048 x 2049 píxeles – o 4,2 megapíxeles) y el segundo a una versión de 4K (4096 x 4096 píxeles – 16,8 megapíxeles).

La versión de alta resolución sí que tarda un poco más en renderizar, o calcular. Esto se hace en el propio iPad y mi iPad mini 2 es uno de los iPads compatibles más lentos. El tiempo exacto depende del tamaño y la complejidad del tema. Durante este tiempo no se puede hacer un nuevo escaneo.

Escaneado con plato giratorio

Se pueden hacer escaneos 3D tanto moviéndose libremente alrededor de un objeto como utilizando un plato giratorio. A continuación se muestra un vídeo del proceso de escaneado con la ayuda de un plato giratorio IKEA SNUDDA de 6 euros y un soporte para tabletas de 4 euros de Xenos. Se reproduce a 4 veces la velocidad original (de ahí el sonido agudo de la impresora 3D de fondo).

Como podéis ver, puse a Teddy encima de un libro (el maravilloso The Art of The Last of Us, para ser exactos). Esto facilita que el rastreador RGB rastree correctamente el objeto mientras gira. A la aplicación le resultó especialmente difícil seguir la vista lateral del oso sin el libro. Aparte de la luz natural de las ventanas del estudio, sólo utilicé una luz de 55 vatios con una pequeña caja de luz (visible a la derecha en el vídeo).

Cuando el renderizado está hecho, puedes previsualizar el escaneo y exportarlo por correo electrónico como un modelo 3D .OBJ con un mapa de textura separado en formato .JPG. Desgraciadamente no hay forma de guardar los escaneos en el iPad, así que necesitas tener una conexión a Internet para enviar el escaneo por correo electrónico antes de hacer uno nuevo. El .OBJ se envía por correo electrónico como un .ZIP que contiene el modelo y los archivos de textura. El .ZIP se puede subir directamente a Sketchfab:

Me sorprendió la calidad del escaneo. Sobre todo teniendo en cuenta que no tardó nada en «renderizar» la geometría y sólo un minuto en renderizar las texturas en un iPad mini relativamente lento. La calidad del color se encuentra en algún lugar entre las texturas borrosas del 3D Systems Cubify Sense (haga clic para el escaneo de referencia del mismo modelo) y el resultado más nítido de la fotogrametría con la aplicación gratuita Autodesk 123D Catch. Yo diría que un escaneo como este es utilizable para muchos propósitos no industriales y probablemente obtendría mejores texturas con un iPad de gama alta. Escaneando así desde un ángulo fijo no pude capturar debajo de los brazos de Teddy.

Escaneado libre

Para el siguiente ejemplo elegí un objeto más grande y menos esponjoso: un pequeño tambor de aceite que ha sido modificado en una cesta (en Bali a través de la tienda de Comercio Justo Jansje). Lo coloqué sobre otro de los alegres -y perfectamente rastreables- manteles individuales de mi hija en nuestra mesa de comedor y caminé libremente alrededor de él, parando de vez en cuando cuando cuando la aplicación lo pedía. En esas paradas hace una foto para las texturas. Me sorprendió la fluidez de esta experiencia y lo bien que el software rastreó el objeto: ¡nunca lo perdió! Y esto es con la última parte de la luz del día de la tarde y dos lámparas de techo atenuadas, tan lejos de las condiciones de iluminación perfectas.

¡Al (nuevo) rastreador ni siquiera le importó que mi (aún más nuevo) gato caminara a través de la sesión! Por supuesto, me alegré de que no se tomara ninguna instantánea de la textura en ese momento.

Abajo está el resultado de la sesión de rastreo anterior. Como puedes ver no capturó completamente el asa de la tapa pero las asas de los lados están bien. La textura bien, pero no tan nítida como esperaba. La costura de las texturas bastante bien, sin embargo.

Escaneando personas

Como le pedí a mi socio Patrick que modelara para la revisión del escáner 3D Cubify Sense, le pedí que llevara la misma camisa a la oficina para una comparación perfecta. Como podéis ver estaba muy contento.

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¿Ves? El escaneo 3D hace feliz a todo el mundo, ¡incluso a @patrick_deen_draws! #3d #3dscan #3dscanner #3dscanning #structuresensor #itseez3d #softboxes #photography

Una publicación compartida por 3D Scan Expert (@3dscanexpert) el 4 de mayo de 2016 a las 6:17am PDT

Como puedes ver a continuación, el resultado es mucho mejor que el del Sense. La resolución es un poco baja -tanto en términos de geometría como de textura- pero no requirió ningún renderizado después de escanear para la malla y sólo un minuto para la información de la textura. En mi opinión, parece un personaje de videojuego. También hace que Patrick parezca 10 años más joven…

Actualización 27 de junio de 2016

Occipital acaba de lanzar una nueva versión de su app Scanner que utiliza su SDK wel 0.6. La actualización promete mallas de mayor calidad -una mejora de la resolución del 60% en cada uno de los 3 ejes, en realidad- debido en parte a su adquisición de Lynx Laboratories.

¡Naturalmente, quería probar si esto es cierto!

Como habrás visto en mi Instagram, mi primera prueba fue esta estatua de búho de 40 cm de altura impresa en 3D con el Big Builder que revisé hace un tiempo:

A este tamaño, el policontador era de 50.000 frente a 44.000 con la antigua aplicación basada en el 0.5.5. SDK. Una mejora del 15%, pero no es realmente visible. Así que escaneé a mi fiel sujeto de pruebas y socio comercial Patrick:

A este tamaño la mejora en la resolución es muy aparente: 24.169 frente a 56.427 caras con la nueva aplicación ¡un 230% más de polígonos! Incluso sin los números, hay claramente más detalle en la cara de Patrick (le gusta más el antiguo mapeador) y en la camiseta.

Es impresionante que se pueda conseguir este tipo de mejora con sólo una actualización de software. Y recuerda que todo se renderiza localmente en un iPad, en tiempo real, sin procesamiento en la nube. Y según el director del programa de desarrolladores de Occipital, esto es solo el principio:

Estupendo escuchar y gracias por las amables palabras. @mrm_design @structure @NickLievendag La próxima rev del SDK será aún mejor.

– Mark Piszczor (@mpiszczo) June 27, 2016

Cabe mencionar que desde esta actualización al SDK 0.6 ya no hay soporte para el 3D Systems iSense que mencioné en el. Así que la nueva aplicación de escáner sólo funciona con un sensor de estructura real comprado a Occipital o a uno de sus revendedores.

Escaneado en exteriores

La tecnología de luz estructurada que utiliza el sensor de estructura para capturar la profundidad es estupenda para el escaneado 3D en interiores. Al intentar capturar objetos fuera de la comodidad de mi estudio me encontré rápidamente con las limitaciones. Como se puede ver en la imagen de calibración al principio de este post, la cámara de infrarrojos tiene dificultades para capturar los detalles a la luz del sol, y mucho menos para ver el patrón láser proyectado.

Así que hice algunos experimentos en un día nublado, de los que hay bastantes en los Países Bajos. A continuación se muestra una papelera típicamente holandesa.

Nótese que el icono de la papelera no está cubierto por la vista previa gris…

De nuevo me sorprendió la suavidad del seguimiento: incluso sin una superficie de suelo plana, la papelera fue rastreada sin problemas. Fue un poco difícil capturar la parte de atrás sin caer en el canal, pero me las arreglé bastante bien porque aparentemente no importa si el objeto se sale del marco por un momento, porque sus alrededores son rastreados también.

Abajo está el resultado del escaneo. Está lejos de ser perfecto, pero me parece especialmente interesante que haya un agujero donde se imprime el icono. Al parecer, el verde oscuro de la papelera absorbe suficiente luz solar para que el sensor de infrarrojos detecte el patrón láser, pero el icono blanco es simplemente demasiado brillante. También hay un montón de partículas volando por ahí que estoy bastante seguro de que no estaban presentes en la realidad.

Abajo hay otro escaneo en exteriores de un buzón holandés cuando había un poco más de luz solar. El lado de la sombra del objeto y la pared se capturan decentemente, pero el lado que está frente al sol era totalmente invisible para el sensor de estructura. El resultado es bastante interesante, pero no utilizable, por supuesto.

Escaneado 3D de interiores con la App Room Scanner

La última aplicación que cubriré en esta parte de la reseña es Occipitals Room Scanner App. Es completamente infalible: utiliza el deslizador para indicar visualmente el tamaño de la habitación que vas a escanear, pulsa escanear y muévete hasta que todas las superficies estén cubiertas por polígonos verdes. Por desgracia, la aplicación te obliga a quedarte más o menos en un sitio, así que no puedes caminar libremente por una habitación para escanear las esquinas.

Es como entrar en Matrix…

Su utilidad depende en gran medida del propósito. Como puedes ver a continuación, la calidad de salida es demasiado baja -tanto en términos de geometría como de textura- para utilizarla con cualquier propósito que necesite ser estéticamente agradable (puedes echar un vistazo en la incrustación interactiva de Sketchfab de abajo cambiando la navegación de Órbita a Primera Persona con los iconos de la esquina inferior derecha)

Sin embargo, se me ocurren unos cuantos propósitos para los que la aplicación Room Scanner es útil. Por ejemplo, los diseñadores de niveles de juegos pueden utilizarla como una referencia dimensionalmente precisa para crear un interior para un videojuego. También es muy útil para tomar mediciones rápidas, porque hacer un escaneo solo lleva un minuto y la app tiene una función de medición incorporada.

Medir de esta manera es mucho más rápido que con una cinta métrica… y mucho más genial.

Resumiendo la primera parte

Es bueno darse cuenta de que las apps de Occipital Scanner son muestras para demostrar las nuevas características que se anuncian cada pocos meses. Por ejemplo, en marzo de 2015 se introdujo el SDK 0.4, que ofrecía el Nuevo Rastreador del que escribí antes, así como la capacidad de dar salida a mallas con textura UV. Al parecer, las versiones anteriores utilizaban una coloración por vértice que ofrecía la misma información de color de baja calidad que me decepcionó en mi revisión de 3D Systems Sense.

Así que… el sensor de estructura tiene un SDK que permite a los desarrolladores de terceros crear sus propias aplicaciones para todo tipo de fines. Por ejemplo, se puede utilizar para crear experiencias de Realidad Virtual & Realidad Aumentada. Sin embargo, para esta reseña sólo lo estoy utilizando como un escáner 3D basado en el iPad y para ese propósito sólo hay una aplicación de terceros -Seez3D- que utiliza el procesamiento en la nube para obtener escaneos más detallados.

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