Revisão do Scanner 3D do Sensor de Estrutura

Se já leu a minha anterior Revisão do Scanner 3D do Sense dos Sistemas 3D, sabe que fiquei impressionado com a facilidade de utilização e os detalhes geométricos de um dispositivo com um preço inferior a 450 euros. Mas a qualidade das informações de cor – ou texturas – as capturas do Sense são completamente abaixo do esperado. Isto foi corrigido com o Sense 2 que revi mais tarde)

Nesta Revisão estou a testar o Sensor de Estrutura feito por um Occipital. Este dispositivo também estava disponível como o iSense 3D Systems, mas essa versão rebranded foi descontinuada*.

I got my Structure Sensor from the Dutch 3D Printing and 3D Scanning Store MakerPoint.

Preço

Se você mora nos EUA, um Sensor de Estrutura custará $379 com um suporte para iPad Air 2 na Amazon. Você também pode comprá-los diretamente da Occipital por esse preço e ter uma escolha de vários suportes e acessórios para iPad, como uma lente de grande ângulo e um cabo carregador profissional que pode carregar o Sensor de Estrutura e iPad ao mesmo tempo!

Se você mora na UE e não quer o incômodo do transporte internacional e custos alfandegários e impostos adicionais, você pode obter o Sensor de Estrutura com suporte de encaixe da Makerpoint por 499 euros.

É compatível com todos os iPads mais recentes do que o iPad 4th Gen e iPad mini 2 (anteriormente conhecido como “iPad Mini com ecrã Retina”) – incluindo o suporte recentemente adicionado para o iPad Pro 9.7″ & 12.9″.

Testei-o com o dispositivo compatível menos potente, o iPad mini 2, que tem uma câmara de 5 megapixels com uma abertura de f/2.4. Como essa câmera é usada para capturar detalhes de cores, é seguro dizer que usar um iPad mais novo resultará em melhor qualidade de textura. Este iPad Pro 9.7″, por exemplo, tem uma câmera de 12 megapixels com uma abertura de f/2.2 mais rápida. Dito isto, acho que testar com um iPad mini 2 é uma grande referência e este iPad ainda está sendo vendido por 265 euros, elevando o custo total mínimo do Sensor + Suporte + iPad para 765 euros – o que ainda é muito menor do que muitos outros Scanners 3D. (Todos os preços que menciono estão em Euros e incluem 21% de IVA holandês).

Testei o Sensor de Estrutura com 3 aplicações diferentes, que irei cobrir em 3 partes diferentes desta Revisão:

1. As próprias aplicações para iPad da Occipital
2. A aplicação para iPad itSeez3D de terceiros que eu revi e
3. O software Skanect da Occipital para Mac e Windows (Revisão finalmente chegando Q1 2017)

Configurando o Hardware

Aparar o Suporte

Primeiro, você precisa fixar o Sensor de Estrutura ao suporte – ambos estão disponíveis com alumínio prata ou azul – para o seu dispositivo. O sensor inclui 4 parafusos e uma chave de fenda. O suporte pode ser oficial, mas você também pode encomendar versões impressas em 3D através da Shapeways ou fazer o download de um a partir do Thingiverse e 3D Print it yourself. O sensor de estrutura é um sistema muito “aberto” e personalizável desta forma. A Occipital até colocou desenhos CAD no seu site de desenvolvimento para que você possa desenhar o seu próprio suporte. Os desenvolvedores que querem experimentar com o sensor além de usá-lo com um iPad, também podem comprar um Cabo Hacker USB de 50 euros para fixar o sensor diretamente em qualquer dispositivo escolhido.

3D Impressão de uma tampa de lente

Os suportes são projetados para serem facilmente removidos do iPad. Isto é bom, porque como eu, você provavelmente terá um estojo ou manga de algum tipo para proteger o seu iPad durante o transporte. Infelizmente, o sensor de estrutura não vem com qualquer tipo de bolsa de transporte. E enquanto o suporte com o sensor acoplado é robusto o suficiente para transportar em um dos bolsos laterais da bolsa do meu laptop, eu não quero nenhum arranhão no vidro. A tampa da lente não está incluída, por isso fiz o download desta tampa da lente com sensor de estrutura no Thingiverse e eu próprio imprimi uma em 3D. Se você mesmo não tiver uma impressora 3D, você provavelmente vai morar perto de um Hub 3D que pode te ajudar.

Calibrando o Sensor

Antes de usar o Sensor de Estrutura pela primeira vez, ele tem que ser calibrado. Isso ocorre principalmente porque a câmera RGB traseira nativa do iPad é usada para capturar as informações de cor e a localização da câmera varia nos diferentes modelos de iPad. Por causa disso, o offset entre a câmera do iPad e a câmera infravermelha no Sensor de Estrutura tem que ser compensado.

Existe um aplicativo Calibrador dedicado que torna o processo muito fácil: basta ir lá fora em um dia brilhante e apontar o sensor para algo com muito detalhe. O aplicativo irá rastrear alguns detalhes automaticamente para fazer a maior parte da calibração e vamos afiná-lo depois, se necessário.

3D Scanning with the Occipital Scanner App

O aplicativo nativo do Scanner é bastante direto para frente. Basta apontar para a pessoa ou objeto que você deseja capturar e usar um gesto de dois dedos para escalar a caixa indicadora para que ela combine com o tamanho do objeto, que também será destacado.

Existem apenas duas opções:

1. Scan usando o “Old Tracker” que usa apenas informações de forma ou use o “New Tracker” que também usa informações de cor para manter o controle do objeto que você está escaneando. Não vejo razão para usar o rastreador antigo, porque digitalizar sem informação de cor torna difícil ou impossível digitalizar objetos uniformes sem muitos detalhes geométricos.
2. Cor “Baixa Resolução” ou “Alta Resolução”. Dos meus testes, a diferença entre os dois é que o primeiro produz um mapa de textura de 2K (2048 x 2049 pixels – ou 4,2 megapixels) e o segundo um mapa de textura de 4K (4096 x 4096 pixels – 16,8 megapixels) versão.

A versão de alta resolução leva um pouco mais de tempo para renderizar, ou calcular. Isto é feito no próprio iPad e o meu iPad mini 2 é um dos iPads compatíveis mais lentos. O tempo exato depende do tamanho e da complexidade do assunto. Durante este tempo você não pode fazer um novo scan.

Scanning com uma mesa giratória

Você pode fazer scans 3D movendo-se livremente em torno de um objeto ou usando uma mesa giratória. Abaixo está um vídeo do processo de digitalização com a ajuda de uma mesa giratória IKEA SNUDDA de 6 euros e um suporte para comprimidos de 4 euros da Xenos. É reproduzido a 4 vezes a velocidade original (daí o som da impressora 3D de alta velocidade ao fundo).

Como pode ver coloquei o Teddy em cima de um livro (a maravilhosa The Art of The Last of Us, para ser mais preciso). Isto torna mais fácil para o rastreador RGB rastrear corretamente o objeto enquanto ele roda. O aplicativo particularmente teve dificuldades em rastrear a visão lateral do urso sem o livro. Além da luz natural das janelas do estúdio, eu só usei uma luz de 55 Watts com uma pequena softbox (visível à direita no vídeo).

Quando a renderização é feita, você pode pré-visualizar a digitalização e exportá-la através de e-mail como um modelo 3D .OBJ com mapa de textura separado em formato .JPG. Infelizmente não há como salvar suas varreduras no iPad, então você precisa ter uma conexão de internet para enviar a varredura por e-mail antes de fazer uma nova. O .OBJ é enviado por e-mail como um .ZIP contendo o modelo e os arquivos de textura. O .ZIP pode ser carregado diretamente para Sketchfab:

I ficou surpreso com a qualidade da varredura. Especialmente levado em conta que não levou tempo para “renderizar” a geometria e apenas um minuto para renderizar as texturas em um mini iPad relativamente lento. A qualidade da cor está algures entre as texturas desfocadas do sistema 3D Cubify Sense (clique para ver as referências do mesmo modelo) e o resultado mais nítido da Fotogrametria com o aplicativo gratuito Autodesk 123D Catch. Eu diria que um scan como este é utilizável para muitos fins não industriais e você provavelmente obteria melhores texturas de um iPad de alta qualidade. Ao escanear assim de um ângulo fixo não vou conseguir capturar sob os braços do Teddy.

Free Scanning

Para o próximo exemplo escolhi um objeto maior e menos fofo: um pequeno tambor de óleo que foi modificado para uma cesta (em Bali através da loja Fair Trade Jansje). Coloquei-o em mais um dos lugares alegres e perfeitamente rastreáveis da minha filha na nossa mesa de jantar e caminhei livremente ao redor dele, parando de vez em quando quando quando solicitado pelo aplicativo. Nessas paragens, tira uma fotografia para as texturas. Fiquei surpreso como esta experiência é suave e como o software rastreou bem o objeto – nunca o perdeu! E isto com o último pedaço de luz do dia à tarde e duas lâmpadas de teto escurecidas, tão longe das perfeitas condições de iluminação.

Below é o resultado da sessão de digitalização acima. Como você pode ver não capturou completamente a pega na tampa, mas as pegas nas laterais estão bem. A textura está bem, mas não tão nítida como eu esperava. A costura das texturas é bastante boa, no entanto.

Scanning People

Desde que pedi ao meu parceiro de negócios Patrick para modelar para o Cubify Sense 3D Scanner Review, pedi-lhe para usar a mesma camisa para o escritório para uma comparação perfeita. Como você pode ver ele ficou muito feliz.