Structure Sensor 3D Scanner Review

Ha olvastad a 3D Systems Sense korábbi 3D Scanner Review-ját, akkor tudod, hogy lenyűgözött a könnyű kezelhetőség és a geometriai részletek egy 450 euró alatti árú eszközhöz képest. De a színinformációk – vagy textúrák – minősége, amelyeket a Sense rögzít, teljesen alulmúlja az elvárásokat. Ezt javították a Sense 2-vel, amelyet később áttekintettem)

Ezzel az áttekintéssel az Occipital által készített Structure Sensor-t tesztelem. Ez az eszköz 3D Systems iSense néven is kapható volt, de ezt az átnevezett változatot már nem forgalmazzák*.

A Structure Sensoromat a holland MakerPoint 3D nyomtatási és 3D szkennelési üzletből szereztem be.

Árképzés

Ha az USA-ban élsz, a Structure Sensor 379 dollárba kerül egy iPad Air 2 tartóval együtt az Amazonon. Ennyiért közvetlenül az Occipitaltól is megvásárolhatja, és különböző iPad-konzolok és kiegészítők közül választhat, mint például egy széles látószögű lencse és egy profi töltőkábel, amellyel a Structure Sensor és az iPad egyszerre tölthető!

Ha az EU-ban él, és nem akarja a nemzetközi szállítással és a hozzáadott vámköltségekkel és adókkal járó gondokat, akkor a Structure Sensor-t a hozzáillő konzollal együtt a Makerpointból szerezheti be 499 euróért.

Kompatibilis a 4. generációs iPadnél és az iPad mini 2-nél (korábbi nevén “iPad Mini with Retina Display”) újabb iPadekkel – beleértve a nemrég hozzáadott támogatást az iPad Pro 9,7″ & 12,9″ számára.

A legkevésbé erős kompatibilis eszközzel, az iPad mini 2-vel teszteltem, amelynek 5 megapixeles kamerája f/2,4-es rekeszértékkel rendelkezik. Mivel ez a kamera a színes részletek rögzítésére szolgál, biztosra vehető, hogy egy újabb iPad használata jobb textúraminőséget eredményez. Ez az iPad Pro 9,7″ például 12 megapixeles kamerával rendelkezik, gyorsabb f/2,2-es objektívvel. Ennek ellenére úgy gondolom, hogy az iPad mini 2-vel való tesztelés nagyszerű viszonyítási alap, és ezt az iPadet még mindig 265 euróért árulják, így az érzékelő + tartó + iPad minimális összköltsége 765 euró – ami még mindig sokkal kevesebb, mint sok más 3D szkenneré. (Minden általam említett ár euróban értendő, és tartalmazza a 21%-os holland áfát).

A Structure Sensor-t 3 különböző alkalmazással teszteltem, amelyekről a vélemény 3 különböző részében fogok beszámolni:

1. Occipital saját iPad alkalmazásai
2. A harmadik féltől származó itSeez3D iPad alkalmazás, amelyet áttekintettem, és
3. Occipital Skanect szoftvere Macre és Windowsra (a felülvizsgálat végül 2017 első negyedévében jön)

A hardver beállítása

A konzol rögzítése

Először, a Structure érzékelőt kell a tartóhoz rögzítenie – mindkettő ezüst vagy kék alumíniummal kapható – a készülékéhez. Az érzékelő 4 csavart és egy csavarhúzót tartalmaz. A konzol lehet hivatalos, de rendelhetsz 3D nyomtatott változatot is a Shapeways-en keresztül, vagy letölthetsz egyet a Thingiverse-ről, és 3D nyomtathatod magad. A Structure Sensor így egy nagyon “nyitott” és testre szabható rendszer. Az Occipital még CAD-rajzokat is elhelyezett a fejlesztői weboldalán, így megtervezheti saját konzolját. Azok a fejlesztők, akik az érzékelővel az iPaddel való használaton túl is szeretnének kísérletezni, megvásárolhatnak egy 50 eurós USB Hacker kábelt is, amellyel az érzékelőt közvetlenül bármelyik kiválasztott eszközhöz csatlakoztathatják.

3D-lencsesapka nyomtatása

A konzolok úgy vannak kialakítva, hogy könnyen levehetőek legyenek az iPadről. Ez azért jó, mert hozzám hasonlóan valószínűleg neked is lesz valamilyen tokod vagy hüvelyed, hogy megvédd az iPadet szállítás közben. Sajnos a Structure Sensorhoz nem jár semmiféle hordtáska. És bár a konzol az érzékelővel együtt elég stabil ahhoz, hogy a laptop táskám egyik oldalsó zsebében szállítsam, nem szeretném, ha karcolások keletkeznének az üvegen. Az objektívsapka nem tartozik a csomaghoz, ezért letöltöttem ezt a Structure Sensor objektívsapkát a Thingiverse-ről, és 3D nyomtattam egyet magamnak. Ha nincs saját 3D nyomtatója, akkor valószínűleg egy 3D Hub közelében él, amely segíthet.

A Szenzor kalibrálása

A Structure Sensor első használata előtt kalibrálni kell. Ennek oka elsősorban az, hogy a színinformációk rögzítésére az iPad natív hátlapi RGB-kamerája szolgál, és a kamera elhelyezkedése a különböző iPad-modelleknél eltérő. Emiatt az iPad kamerája és a Structure Sensor infravörös kamerája közötti eltolódást ki kell egyenlíteni.

Ezért van egy külön kalibráló alkalmazás, amely nagyon egyszerűvé teszi a folyamatot: csak menj ki egy világos napon, és irányítsd az érzékelőt valami olyan dolog felé, ami sok részletet tartalmaz. Az alkalmazás automatikusan követ néhány részletet, hogy elvégezze a kalibrálás legnagyobb részét, és ha szükséges, utólag finomhangolhatja azt.

3D szkennelés a Nyakszirti szkenner alkalmazással

A natív szkenner alkalmazás elég egyszerű. Egyszerűen csak irányítsa a megörökíteni kívánt személyre vagy tárgyra, és kétujjas mozdulattal méretezze a jelződobozt, hogy az megfeleljen a tárgy méretének, amely szintén ki lesz emelve.

Mindössze két lehetőség van:

1. Szkenneljen a “Régi nyomkövetővel”, amely csak alakinformációkat használ, vagy használja az “Új nyomkövetővel”, amely színinformációkat is használ a beolvasandó tárgy nyomon követéséhez. Nem látok okot a régi nyomkövető használatára, mert a színinformáció nélküli szkennelés megnehezíti vagy lehetetlenné teszi a sok geometriai részlet nélküli, egységes objektumok szkennelését.
2. “Alacsony felbontású” vagy “Nagy felbontású” szín. Tesztjeim alapján a kettő között az a különbség, hogy az előbbi egy 2K (2048 x 2049 pixel – vagy 4,2 megapixel) textúratérképet ad ki, az utóbbi pedig egy 4K (4096 x 4096 pixel – 16,8 megapixel) változatot.

A nagy felbontású változat renderelése, illetve kiszámítása valóban kicsit tovább tart. Ezt maga az iPad végzi, és az én iPad mini 2-m az egyik leglassabb kompatibilis iPad. A pontos idő a téma méretétől és összetettségétől függ. Ez idő alatt nem lehet új szkennelést készíteni.

Szkennelés forgótárcsával

3D szkenneléseket készíthet akár egy tárgy körül szabadon mozogva, akár forgótárcsával. Az alábbiakban egy videó látható a szkennelés folyamatáról egy 6 eurós IKEA SNUDDA lemezjátszó és egy 4 eurós Xenos táblaállvány segítségével. A lejátszás az eredeti sebesség 4-szeresével történik (ezért a magas hangú 3D nyomtató hangja a háttérben).

Amint láthatjátok, Teddy-t egy könyvre tettem (pontosabban a csodálatos The Art of The Last of Us-ra). Ez megkönnyíti az RGB tracker számára, hogy forgás közben helyesen kövesse a tárgyat. Az alkalmazás különösen nehezen követte a medve oldalnézetét a könyv nélkül. A stúdió ablakaiból érkező természetes fényen kívül csak egy 55 wattos lámpát használtam egy kis softbox-szal (a videóban jobbra látható).

Amikor a renderelés elkészült, a szkennelést előnézetben megtekintheti, és e-mailen keresztül exportálhatja .OBJ 3D modellként, különálló textúratérképpel .JPG formátumban. Sajnos nincs mód a szkennelés mentésére az iPaden, így internetkapcsolatra van szükséged ahhoz, hogy e-mailben elküldhesd a szkennelést, mielőtt újat készítenél. Az .OBJ fájlt a modell és a textúra fájlokat tartalmazó .ZIP fájlként kapja meg e-mailben. A .ZIP közvetlenül feltölthető a Sketchfabba:

Meglepett a szkennelés minősége. Különösen figyelembe véve, hogy a geometria “renderelése” nem vett igénybe időt, és csak egy percet vett igénybe a textúrák renderelése egy viszonylag lassú iPad minin. A színminőség valahol a 3D Systems Cubify Sense elmosódott textúrái (kattints ugyanennek a modellnek a referencia szkenneléséért) és az ingyenes Autodesk 123D Catch alkalmazással végzett fotogrammetria élesebb eredménye között helyezkedik el. Azt mondanám, hogy egy ilyen szkennelés sok nem ipari célra használható, és valószínűleg jobb textúrákat kapna egy magasabb kategóriás iPaddel. Az ilyen, fix szögből történő szkenneléssel nem tudtam megörökíteni Teddy karjai alatt.

Free Scanning

A következő példához egy nagyobb és kevésbé pelyhes tárgyat választottam: egy kis olajoshordót, amelyet kosárrá alakítottam át (Balin a Jansje Fair Trade bolton keresztül). Lányom egy újabb vidám – és tökéletesen nyomon követhető – szőnyegére helyeztem az étkezőasztalunkon, és szabadon körbejártam, időnként megálltam, amikor az alkalmazás erre kért. Ezeknél a megállásoknál fényképet készít a textúrákhoz. Meglepődtem, mennyire zökkenőmentes ez az élmény, és milyen jól követte a szoftver a tárgyat – soha nem veszítette el! És mindezt az utolsó kis délutáni napfénynél és két tompított mennyezeti lámpával, tehát messze nem tökéletes fényviszonyok mellett.

Az alábbiakban a fenti pásztázó munkamenet eredménye látható. Mint látható, a fedél fogantyúját nem sikerült teljesen megörökíteni, de az oldalsó fogantyúk rendben vannak. A textúra rendben, de nem olyan éles, mint reméltem. A textúrák összefűzése viszont elég jó.

Az emberek szkennelése

Mivel megkértem az üzlettársamat, Patricket, hogy álljon modellt a Cubify Sense 3D szkenner felülvizsgálatához, megkértem, hogy a tökéletes összehasonlítás érdekében ugyanezt az inget viselje az irodában. Amint láthatjátok, nagyon boldog volt.

Látod? A 3D szkennelés mindenkit boldoggá tesz – még @patrick_deen_draws-t is! #3d #3dscan #3dscanner #3dscanning #structuresensor #itseez3d #softboxes #photography

A post shared by 3D Scan Expert (@3dscanexpert) on May 4, 2016 at 6:17am PDT

Amint alább látható, az eredmény sokkal jobb, mint a Sense. A felbontás egy kicsit alacsony – mind a geometria, mind a textúra tekintetében -, de a háló beolvasása után nem kellett renderelni a hálót, és csak egy perc a textúrainformációkhoz. Számomra valahogy úgy néz ki, mint egy videojáték karakter. Patrick is 10 évvel fiatalabbnak tűnik tőle…

Külső szkennelés

A Structured Light technológia, amelyet a Structure Sensor a mélység rögzítéséhez használ, kiválóan alkalmas beltéri 3D szkennelésre. Amikor megpróbáltam objektumokat rögzíteni a stúdióm kényelmén kívül, gyorsan belefutottam a korlátokba. Ahogy a bejegyzés elején található kalibrációs képen is látható, az infravörös kamera nehezen rögzíti a részleteket erős napfényben, nem is beszélve a kivetített lézermintázatról.

Ezért végeztem néhány kísérletet egy felhős napon – amiből Hollandiában elég sok van. Az alábbiakban egy tipikusan holland szemetes kuka látható.

Még egyszer meglepett a sima követés: a szemetes kuka még sima padlófelület nélkül is simán követhető volt. Kicsit nehéz volt úgy megörökíteni a hátulját, hogy ne essen bele a csatornába, de egész jól sikerült, mert láthatóan nem számít, ha az objektum egy pillanatra kimegy a képből, mert a környezete is követésre kerül.

Az alábbiakban a letapogatás eredménye. Messze nem tökéletes, de különösen érdekesnek találom, hogy van egy lyuk ott, ahol az ikon ki van nyomtatva. Úgy tűnik, hogy a kuka sötétzöldje elég napfényt nyel el ahhoz, hogy az infravörös érzékelő érzékelje a lézermintát, de a fehér ikon egyszerűen túl fényes. Rengeteg olyan részecske is repked, ami a valóságban biztos vagyok benne, hogy nem volt jelen.

Az alábbiakban egy másik kültéri szkennelés egy holland postaládáról, amikor kicsit több volt a napfény. A tárgy árnyékos oldala és a fal tisztességesen rögzült, de a nap felé néző oldal teljesen láthatatlan volt a Structure Sensor számára. Az eredmény meglehetősen érdekes, de természetesen nem használható.

3D belső terek szkennelése a Room Scanner alkalmazással

Az utolsó alkalmazás, amiről ebben a részben beszámolok, az Occipitals Room Scanner App. Teljesen bolondbiztos: használd a csúszkát, hogy vizuálisan jelezd a szkennelni kívánt helyiség méretét, nyomd meg a scan gombot és mozogj addig, amíg minden felületet zöld poligonok nem fednek le. Sajnos az alkalmazás arra kényszerít, hogy többé-kevésbé egy helyben maradj, így nem tudsz szabadon járkálni a szobában, hogy a sarkok körül szkennelj…

A hasznossága nagyban függ a céltól. Mint alább látható, a kimeneti minőség túl alacsony – mind a geometria, mind a textúra tekintetében – ahhoz, hogy bármilyen olyan célra használhassuk, amelynek esztétikusnak kell lennie (az alábbi interaktív Sketchfab-beágyazásban körülnézhetünk, ha a jobb alsó sarokban lévő ikonokkal a navigációt Orbitről First Personra változtatjuk)

Mégis tudok néhány olyan célt, amelyre a Room Scanner alkalmazás hasznos lehet. Például a játékszintek tervezői dimenzionálisan pontos referenciaként használhatják egy videojáték belső terének megalkotásához. Gyors mérések elvégzéséhez is nagyon hasznos, mert egy szkennelés elkészítése csak egy percet vesz igénybe, és az alkalmazás beépített mérési funkcióval rendelkezik.

Az 1. rész lezárása

Jó, ha rájövünk, hogy az Occipital Scanner alkalmazásai mintaként szolgálnak a néhány havonta bejelentett új funkciók bemutatására. Például 2015 márciusában mutatták be a 0.4-es SDK-t, amely felajánlotta a New Tracker-t, amiről korábban írtam, valamint az UV-textúrázott hálók kimenetének lehetőségét. A korábbi verziók nyilvánvalóan per-vertex színezést használtak, amely ugyanazt a gyenge minőségű színinformációt szolgáltatta, amely csalódást okozott nekem a 3D Systems Sense értékelésemben.

Szóval… a Structure Sensor rendelkezik egy SDK-val, amely lehetővé teszi harmadik fél fejlesztők számára, hogy saját alkalmazásokat hozzanak létre mindenféle célra. Például Virtual Reality & Augmented Reality élmények létrehozására használható. Ehhez a felülvizsgálathoz azonban pusztán iPad-alapú 3D szkennerként használom, és erre a célra csak egy harmadik féltől származó alkalmazás van – a Seez3D -, amely felhőfeldolgozást használ a részletesebb szkennelésekhez.