Recenzja skanera 3D Sensora Structure

Jeśli czytałeś moją poprzednią recenzję skanera 3D Sense od 3D Systems, wiesz, że byłem pod wrażeniem łatwości obsługi i geometrycznych detali jak na urządzenie wycenione poniżej €450. Ale jakość kolorowych informacji – lub tekstur – przechwytywanych przez Sense jest całkowicie rozczarowująca. Zostało to naprawione w Sense 2, który recenzowałem później)

W tej recenzji testuję Czujnik Struktury wykonany przez Occipital. Urządzenie to było również dostępne jako 3D Systems iSense, lecz ta wersja została wycofana z produkcji*.

Mój Structure Sensor otrzymałem z holenderskiego sklepu z drukiem 3D i skanowaniem 3D MakerPoint.

Cena

Jeśli mieszkasz w USA, Structure Sensor będzie kosztował $379 z uchwytem do iPada Air 2 na Amazon. Możesz również kupić je bezpośrednio od Occipital za tę cenę i mieć wybór różnych uchwytów do iPada i akcesoriów, takich jak obiektyw szerokokątny i kabel pro charger, który może ładować czujnik Structure Sensor i iPada w tym samym czasie!

Jeśli mieszkasz w UE i nie chcesz kłopotów z międzynarodową wysyłką i dodatkowymi kosztami celnymi i podatkami, możesz najlepiej dostać czujnik Structure Sensor z uchwytem od Makerpoint za 499 euro.

Jest kompatybilny ze wszystkimi iPadami nowszymi niż iPad 4 generacji i iPad mini 2 (wcześniej znany jako „iPad Mini z Retina Display”) – w tym niedawno dodane wsparcie dla iPad Pro 9.7″ & 12.9″.

Testowałem go z najmniej potężnym kompatybilnym urządzeniem, iPad mini 2, który ma aparat 5 megapikseli z przysłoną f/2.4. Ponieważ aparat ten służy do przechwytywania szczegółów kolorów, można śmiało powiedzieć, że użycie nowszego iPada zaowocuje lepszą jakością tekstur. Ten iPad Pro 9,7″, na przykład, ma 12 megapikselowy aparat z szybszym obiektywem f/2.2. To powiedziawszy, uważam, że testowanie z iPadem mini 2 jest świetnym benchmarkiem i ten iPad jest wciąż sprzedawany za €265, co sprowadza całkowity minimalny koszt sensora + uchwytu + iPada do €765 – co jest wciąż dużo mniej niż w przypadku wielu innych skanerów 3D. (Wszystkie ceny, o których wspominam są w Euro i zawierają 21% holenderskiego podatku VAT).

Testowałem Structure Sensor z 3 różnymi aplikacjami, które omówię w 3 różnych częściach tej recenzji:

1. Własne aplikacje firmy Occipital na iPada
2. Opracowana przeze mnie aplikacja itSeez3D na iPada firmy trzeciej oraz
3. Oprogramowanie Skanect firmy Occipital dla komputerów Mac i Windows (recenzja ostatecznie pojawi się w I kwartale 2017 r.)

Ustawianie sprzętu

Mocowanie uchwytu

Po pierwsze, musisz przymocować czujnik struktury do wspornika – oba są dostępne w kolorze srebrnym lub niebieskim – przeznaczonego dla Twojego urządzenia. W zestawie z czujnikiem znajdują się 4 śruby i śrubokręt. Uchwyt może być oficjalny, ale można również zamówić wersję drukowaną 3D poprzez Shapeways lub pobrać go z Thingiverse i wydrukować samodzielnie. Structure Sensor jest w ten sposób bardzo „otwartym” i konfigurowalnym systemem. Occipital umieścił nawet rysunki CAD na swojej stronie dla deweloperów, dzięki czemu można zaprojektować swój własny uchwyt. Deweloperzy, którzy chcą eksperymentować z czujnikiem w sposób wykraczający poza używanie go z iPadem, mogą również kupić kabel USB Hacker Cable o wartości 50 euro, aby podłączyć czujnik bezpośrednio do dowolnego wybranego urządzenia.

3D Printing a Lens Cap

Uchwyty są zaprojektowane tak, aby można je było łatwo zdjąć z iPada. To miłe, bo tak jak ja pewnie macie jakieś etui lub pokrowiec, który chroni iPada podczas transportu. Niestety, Structure Sensor nie jest dostarczany z żadnym rodzajem etui do przenoszenia. I choć uchwyt z zamocowanym sensorem jest na tyle solidny, że mogę go transportować w jednej z bocznych kieszeni torby na laptopa, to nie chcę mieć żadnych zarysowań na szkle. W zestawie nie ma osłony obiektywu, więc ściągnąłem tę osłonę z Thingiverse i sam wydrukowałem ją w 3D. Jeśli sam nie posiadasz drukarki 3D, prawdopodobnie mieszkasz w pobliżu centrum 3D, które może Ci pomóc.

Kalibracja Czujnika

Przed użyciem Czujnika Struktury po raz pierwszy, musi on zostać skalibrowany. Dzieje się tak głównie dlatego, że do przechwytywania informacji o kolorze wykorzystywana jest natywna kamera RGB umieszczona z tyłu iPada, a umiejscowienie kamery różni się w różnych modelach iPada. Z tego powodu należy skompensować przesunięcie między kamerą iPada a kamerą na podczerwień czujnika strukturalnego.

Istnieje dedykowana aplikacja Kalibrator, która bardzo ułatwia ten proces: wystarczy wyjść na zewnątrz w jasny dzień i skierować czujnik w stronę czegoś z dużą ilością szczegółów. Aplikacja będzie automatycznie śledzić niektóre szczegóły, aby wykonać największą część kalibracji i pozwoli Ci dostroić ją później, jeśli to konieczne.

Skanowanie 3D z aplikacją skanera potylicznego

Naturalna aplikacja skanera jest dość prosta. Po prostu skieruj go na osobę lub obiekt, który chcesz uchwycić i użyj gestu dwóch palców do skalowania pola wskaźnika tak, że pasuje do wielkości przedmiotu, który będzie również podświetlony.

Są tylko dwie opcje:

1. Skanuj używając „Old Tracker”, który używa tylko informacji o kształcie lub użyj „New Tracker”, który również używa informacji o kolorze, aby śledzić obiekt, który skanujesz. Nie widzę powodu, aby używać starego trackera, ponieważ skanowanie bez informacji o kolorze utrudnia lub uniemożliwia skanowanie jednolitych obiektów bez wielu szczegółów geometrycznych.
2. Kolor „Niska rozdzielczość” lub „Wysoka rozdzielczość”. Z moich testów wynika, że różnica między nimi polega na tym, że pierwsza z nich generuje mapę tekstur w rozdzielczości 2K (2048 x 2049 pikseli – lub 4,2 megapikseli), a druga w rozdzielczości 4K (4096 x 4096 pikseli – 16,8 megapikseli).

Wersja wysokiej rozdzielczości wymaga nieco więcej czasu na renderowanie lub obliczanie. Jest to wykonywane na samym iPadzie, a mój iPad mini 2 jest jednym z najwolniejszych kompatybilnych iPadów. Dokładny czas zależy od wielkości i złożoności przedmiotu. W tym czasie nie można wykonać nowego skanu.

Skanowanie za pomocą obrotnicy

Skanowanie 3D można wykonać albo swobodnie poruszając się po obiekcie albo za pomocą obrotnicy. Poniżej znajduje się film z procesu skanowania z pomocą gramofonu IKEA SNUDDA za 6€ i podstawki pod tablet za 4€ od Xenos. Jest on odtwarzany z 4-krotnie większą prędkością niż oryginał (stąd ten wysoki dźwięk drukarki 3D w tle).

Jak widzicie, położyłem Teddy’ego na książce (The Art of The Last of Us, aby być precyzyjnym). Ułatwia to trackerowi RGB poprawne śledzenie obiektu podczas obracania. Aplikacja miała szczególne trudności ze śledzeniem widoku misia z boku, bez książki. Oprócz naturalnego światła z okien w studio, użyłem jedynie lampy o mocy 55 W z małym softboxem (widocznym po prawej stronie na filmie).

Po zakończeniu renderowania możesz podejrzeć skan i wyeksportować go przez e-mail jako model 3D w formacie .OBJ z oddzielną mapą tekstur w formacie .JPG. Niestety nie ma sposobu, aby zapisać swoje skany na iPadzie, więc trzeba mieć połączenie z Internetem, aby wysłać skan e-mailem przed wykonaniem nowego. Plik .OBJ zostaje wysłany jako .ZIP zawierający model i pliki tekstur. .ZIP może być przesłany bezpośrednio do Sketchfab:

Byłem zaskoczony jakością skanu. Szczególnie biorąc pod uwagę fakt, że „renderowanie” geometrii nie zajęło mi dużo czasu, a renderowanie tekstur na stosunkowo wolnym iPadzie mini zajęło tylko minutę. Jakość kolorów plasuje się gdzieś pomiędzy rozmytymi teksturami z 3D Systems Cubify Sense (kliknij aby zobaczyć skan referencyjny tego samego modelu) a ostrzejszym rezultatem fotogrametrii z darmową aplikacją Autodesk 123D Catch. Powiedziałbym, że taki skan jest użyteczny dla wielu celów nieprzemysłowych i prawdopodobnie uzyskałbyś lepsze tekstury z wyższej klasy iPada. Skanując w ten sposób pod stałym kątem nie udało mi się uchwycić tego, co znajduje się pod ramionami Teddy’ego.

Skanowanie swobodne

Do kolejnego przykładu wybrałem większy i mniej puszysty obiekt: małą beczkę po oleju, która została przerobiona na kosz (na Bali przez sklep Fair Trade Jansje). Umieściłem go na kolejnej z wesołych i doskonale nadających się do śledzenia podkładek mojej córki na naszym stole w jadalni i swobodnie przechadzałem się wokół niego, zatrzymując się co jakiś czas, gdy zostałem o to poproszony przez aplikację. Na tych przystankach robi zdjęcie dla tekstur. Byłem zaskoczony, jak płynne jest to doświadczenie i jak dobrze oprogramowanie śledzi obiekt – nigdy go nie zgubiło! I to z ostatnim skrawkiem popołudniowego światła dziennego i dwiema przyciemnionymi lampami sufitowymi, więc daleko od idealnych warunków oświetleniowych.

Poniżej znajduje się wynik powyższej sesji skanowania. Jak widać, nie udało się całkowicie uchwycić uchwytu na pokrywie, ale uchwyty po bokach są w porządku. Tekstura w porządku, ale nie tak ostry, jak miałem nadzieję. Zszywanie tekstur całkiem dobre, chociaż.

Skanowanie ludzi

Ponieważ poprosiłem mojego partnera biznesowego Patricka o modelowanie do recenzji skanera Cubify Sense 3D, poprosiłem go aby założył tą samą koszulę do biura dla idealnego porównania. Jak widać był bardzo szczęśliwy.