Structure Sensor 3D Scanner Review

Als je mijn vorige 3D Scanner Review van de 3D Systems Sense hebt gelezen, weet je dat ik onder de indruk was van het gebruiksgemak en de geometrische details voor een apparaat met een prijs van minder dan €450. Maar de kwaliteit van de kleurinformatie – of texturen – die de Sense vastlegt zijn volledig onder de maat. Dit is verholpen met de Sense 2 die ik later heb gereviewd)

In deze Review test ik de Structure Sensor gemaakt door Occipital. Dit apparaat was ook beschikbaar als de 3D Systems iSense, maar die rebranded versie is stopgezet*.

Ik kreeg mijn Structure Sensor van de Nederlandse 3D Printing en 3D Scanning Store MakerPoint.

Prijzen

Als je in de VS woont, kost een Structure Sensor 379 dollar met een iPad Air 2 houder op Amazon. Voor die prijs kunt u ze ook rechtstreeks bij Occipital kopen en hebt u de keuze uit diverse iPad beugels en accessoires zoals een groothoeklens en een pro-oplaadkabel waarmee u de Structure Sensor en iPad tegelijk kunt opladen!

Als u in de EU woont en geen gedoe wilt met internationale verzending en extra douanekosten en belastingen kunt u de Structure Sensor met passende beugel het beste bij Makerpoint kopen voor €499.

Het is compatibel met alle iPads nieuwer dan de 4e Gen iPad en iPad mini 2 (voorheen bekend als “iPad Mini met Retina Display”) – inclusief recent toegevoegde ondersteuning voor de iPad Pro 9.7″ & 12.9″.

Ik heb het getest met het minst krachtige compatibele apparaat, de iPad mini 2, die een 5 megapixel camera heeft met een diafragma van f/2.4. Aangezien deze camera wordt gebruikt om kleurdetails vast te leggen, is het veilig om te zeggen dat het gebruik van een nieuwere iPad zal resulteren in een betere kwaliteit van de textuur. Deze iPad Pro 9.7″, bijvoorbeeld, heeft een 12 megapixel camera met een snellere f/2.2 lens. Dat gezegd zijnde, denk ik dat het testen met een iPad mini 2 een goede benchmark is en deze iPad wordt nog steeds verkocht voor €265, wat de totale minimale kosten van de Sensor + Beugel + iPad op €765 brengt – wat nog steeds een stuk minder is dan veel andere 3D Scanners. (Alle prijzen die ik noem zijn in Euro’s en inclusief 21% Nederlandse BTW).

Ik heb de Structure Sensor getest met 3 verschillende toepassingen, die ik in 3 verschillende delen van deze Review zal behandelen:

1. Occipital’s eigen iPad apps
2. De third-party itSeez3D iPad app die ik heb gereviewd en
3. Occipital’s Skanect software voor Mac en Windows (Review komt eindelijk Q1 2017)

Setting up the Hardware

Attaching the Bracket

Eerst, moet u de structuursensor aan de beugel bevestigen – beide zijn verkrijgbaar in zilver of blauw aluminium – voor uw apparaat. De sensor wordt geleverd met 4 schroeven en een schroevendraaier. De beugel kan een officiële beugel zijn, maar je kunt ook 3D-geprinte versies bestellen via Shapeways of er een downloaden van Thingiverse en het zelf 3D-printen. De Structure Sensor is op deze manier een zeer “open” en aanpasbaar systeem. Occipital heeft zelfs CAD-tekeningen op haar ontwikkelaarswebsite geplaatst zodat u uw eigen beugel kunt ontwerpen. Ontwikkelaars die met de sensor willen experimenteren buiten het gebruik met een iPad, kunnen ook een €50 USB Hacker Cable kopen om de sensor direct aan een willekeurig apparaat te bevestigen.

3D Printing a Lens Cap

De beugels zijn zo ontworpen dat ze gemakkelijk van de iPad kunnen worden verwijderd. Dat is mooi, want net als ik heb je waarschijnlijk een hoesje of sleeve om je iPad te beschermen tijdens transport. Helaas wordt de Structure Sensor niet geleverd met een soort draagtas. En hoewel de houder met de sensor stevig genoeg is om in een van de zijvakken van mijn laptoptas te vervoeren, wil ik geen krassen op het glas. Een lensdop is niet meegeleverd, dus heb ik deze Structure Sensor Lens Cap gedownload van Thingiverse en er zelf een 3D geprint. Als je zelf geen 3D Printer hebt, woon je waarschijnlijk in de buurt van een 3D Hub die je kan helpen.

Calibreren van de Sensor

Voordat je de Structure Sensor voor de eerste keer gebruikt, moet hij gekalibreerd worden. Dit is vooral omdat de iPad’s eigen RGB-camera wordt gebruikt om de kleur informatie vast te leggen en de locatie van de camera varieert op verschillende iPad modellen. Hierdoor moet de offset tussen de iPad camera en de infrarood camera op de Structure Sensor worden gecompenseerd.

Er is een speciale Calibrator app die het proces zeer eenvoudig maakt: ga gewoon naar buiten op een heldere dag en richt de sensor op iets met veel details. De app spoort automatisch een aantal details op om het grootste deel van de kalibratie te doen en laat je het daarna bijstellen indien nodig.

3D scannen met de Occipital Scanner App

De native Scanner app is vrij rechttoe rechtaan. Richt het op de persoon of het object dat u wilt vastleggen en gebruik een twee-vinger gebaar om de schaal van de indicator box, zodat het overeenkomt met de grootte van het onderwerp, die ook zal worden gemarkeerd.

Er zijn slechts twee opties:

1. Scan met behulp van de “Oude Tracker” die alleen gebruik maakt van vorm informatie of gebruik de “Nieuwe Tracker” die ook gebruik maakt van kleur informatie om het object dat u scant bij te houden. Ik zie geen reden om de oude tracker te gebruiken, omdat scannen zonder kleurinformatie het moeilijk of onmogelijk maakt om uniforme objecten zonder veel geometrische details te scannen.
2. “Lage Resolutie” of “Hoge Resolutie” Kleur. Uit mijn tests, het verschil tussen de twee is dat de eerste output een 2K (2048 x 2049 pixels – of 4,2 megapixels) textuur kaart en de laatste een 4K (4096 x 4096 pixels – 16,8 megapixels) versie.

De hoge resolutie versie duurt wel een beetje langer te renderen, of berekenen. Dit wordt gedaan op de iPad zelf en mijn iPad mini 2 is een van de traagste compatibele iPads. De exacte tijd is afhankelijk van de grootte en complexiteit van het onderwerp. Gedurende deze tijd kunt u geen nieuwe scan maken.

Scannen met een draaitafel

U kunt 3D scans maken door vrij rond een object te bewegen of door een draaitafel te gebruiken. Hieronder staat een video van het scanproces met behulp van een IKEA SNUDDA-draaitafel van €6 en een tabletstandaard van €4 van Xenos. Het wordt afgespeeld op 4 keer de oorspronkelijke snelheid (vandaar het hoge 3D printer geluid op de achtergrond).

Zoals je kunt zien heb ik Teddy bovenop een boek gelegd (het prachtige The Art of The Last of Us, om precies te zijn). Dit maakt het makkelijker voor de RGB tracker om het object correct te volgen tijdens het roteren. De app had vooral moeite met het volgen van het zijaanzicht van de beer zonder het boek. Afgezien van het natuurlijke licht van de ramen in de studio, heb ik alleen een 55 Watt lamp gebruikt met een kleine softbox (zichtbaar rechts in de video).

Wanneer de rendering klaar is, kun je de scan bekijken en exporteren via e-mail als een .OBJ 3D model met aparte texture map in .JPG formaat. Helaas is er geen manier om je scans op de iPad op te slaan, dus je moet een internetverbinding hebben om de scan te e-mailen voordat je een nieuwe maakt. De .OBJ wordt gemaild als een .ZIP met daarin het model en de textuurbestanden. De .ZIP kan direct worden geupload naar Sketchfab:

Ik was verrast door de kwaliteit van de scan. Zeker als je bedenkt dat het geen tijd kostte om de geometrie te “renderen” en slechts een minuut om de texturen te renderen op een relatief langzame iPad mini. De kleurkwaliteit zit ergens tussen de wazige texturen van de 3D Systems Cubify Sense (klik voor referentie scan van hetzelfde model) en het scherpere resultaat van Photogrammetry met de gratis Autodesk 123D Catch app. Ik zou zeggen dat een scan als deze bruikbaar is voor veel niet-industriële doeleinden en dat je waarschijnlijk betere texturen zou krijgen met een iPad uit een hoger segment. Door zo te scannen vanuit een vaste hoek was ik niet in staat om onder Teddy’s armen te scannen.

Free Scanning

Voor het volgende voorbeeld koos ik een groter en minder pluizig object: een klein olievat dat is omgebouwd tot een mandje (in Bali via Fair Trade winkel Jansje). Ik heb het op weer een van de vrolijke – en perfect te volgen – placemats van mijn dochter op onze eettafel gelegd en er vrij omheen gelopen, af en toe stoppend als de app daarom vroeg. Bij die stops maakt hij een foto voor de texturen. Ik was verbaasd hoe soepel deze ervaring is en hoe goed de software het voorwerp volgde – ik raakte het nooit kwijt! En dit is met het laatste beetje middaglicht en twee gedimde plafondlampen, dus verre van perfecte lichtomstandigheden.

Hieronder is het resultaat van de bovenstaande scansessie. Zoals je kunt zien is het handvat op het deksel niet helemaal in beeld gebracht, maar de handvatten aan de zijkanten zijn prima. De textuur is goed, maar niet zo scherp als ik had gehoopt. De stiksels van de texturen vrij goed, dat wel.

Scanning People

Omdat ik mijn zakenpartner Patrick vroeg om model te staan voor de Cubify Sense 3D Scanner Review, vroeg ik hem om precies hetzelfde shirt te dragen naar het kantoor voor een perfecte vergelijking. Zoals je kunt zien was hij erg blij.