Jos olet lukenut edellisen 3D-skannerin arvostelun 3D Systems Sense -laitteesta, tiedät, että olin vaikuttunut sen helppokäyttöisyydestä ja geometrisista yksityiskohdista alle 450 euron hintaiseen laitteeseen. Mutta väritiedon – tai tekstuurien – laatu, jonka Sense kaappaa, on täysin ala-arvoinen. Tämä on korjattu myöhemmin arvostelemassani Sense 2:ssa)
Tässä arvostelussa testaan Occipitalin valmistamaa Structure Sensoria. Tämä laite oli saatavilla myös nimellä 3D Systems iSense, mutta tämä uudelleenbrändätty versio on lopetettu*.
Hain Structure Sensorini hollantilaisesta 3D-tulostus- ja 3D-skannausliikkeestä MakerPointista.
Päivitys helmikuu 2017
*Mitä eroa on Structure Sensorilla ja 3D Systems iSenseillä? Ja miksi iSense on tällä hetkellä alennuksessa?
Introssa mainitun ”Sensen” lisäksi 3D Systems myi aiemmin ”iSensea”, joka oli tai on enemmän tai vähemmän uudelleenbrändätty Structure Sensor. Occipitalin valmistama iSense näyttää lähes identtiseltä Structure Sensorin kanssa, mutta eroja on. 3D Systems lopetti tuotteen myynnin vuonna 2016, mutta jäljellä olevaa varastoa myydään tällä hetkellä verkossa massiivisilla alennuksilla, jotka ovat jopa 80 %.
Koska sain niin paljon kysymyksiä iSenseistä, hankin itselleni sellaisen 58 dollarilla eBaysta testatakseni, onko skannauksen laadussa ja sovellustuessa mitään eroa. Voit lukea siitä Structure Sensor vs. iSense -postauksestani. Ja koska iSensen mukana tulee myös 3D Systemsin oma sovellus, tarkastelin sitäkin täydellisyyden vuoksi.
Hinnoittelu
Jos asut Yhdysvalloissa, Structure Sensor maksaa 379 dollaria iPad Air 2 -kiinnikkeellä Amazonissa. Voit myös ostaa ne suoraan Occipitalilta tuohon hintaan, ja voit valita erilaisia iPad-kiinnikkeitä ja lisävarusteita, kuten laajakulmalinssin ja pro-laturikaapelin, jolla voit ladata Structure Sensorin ja iPadin samanaikaisesti!
Jos asut EU:ssa etkä halua kansainvälisen toimituksen ja lisättyjen tullimaksujen ja verojen aiheuttamaa vaivaa, saat Structure Sensorin ja siihen sopivan kiinnikkeen parhaiten Makerpointilta 499 eurolla.
Se on yhteensopiva kaikkien iPadien kanssa, jotka ovat uudempia kuin 4. sukupolven iPad ja iPad mini 2 (joka tunnettiin aiemmin nimellä ”iPad Mini with Retina Display”) – mukaan lukien hiljattain lisätty tuki iPad Pro 9.7″ & 12.9″:lle.
Testasin sitä vähiten tehokkaalla yhteensopivalla laitteella, iPad mini 2:lla, jossa on 5 megapikselin kamera, jonka aukko on f/2.4. Koska tätä kameraa käytetään värien yksityiskohtien kuvaamiseen, on turvallista sanoa, että uudemman iPadin käyttäminen johtaa parempaan tekstuurien laatuun. Esimerkiksi tässä iPad Pro 9,7″:ssa on 12 megapikselin kamera, jossa on nopeampi f/2,2 -objektiivi. Tästä huolimatta iPad mini 2:lla testaaminen on mielestäni hyvä vertailukohta, ja tätä iPadia myydään edelleen 265 eurolla, joten anturin, kiinnikkeen ja iPadin minimikustannukset ovat yhteensä 765 euroa, mikä on silti paljon vähemmän kuin monilla muilla 3D-skannereilla. (Kaikki mainitsemani hinnat ovat euromääräisiä ja sisältävät 21 % Alankomaiden arvonlisäveron).
Olen testannut Structure Sensoria kolmella eri sovelluksella, joita käsittelen tämän arvostelun kolmessa eri osassa:
- Occipitalin omat iPad-sovellukset
- Kolmannen osapuolen itSeez3D iPad-sovellus, jonka arvostelin, ja
- Occipitalin Skanect-ohjelmisto Macille ja Windowsille (arvostelu vihdoin tulossa Q1 2017)
Laitteiston asentaminen
Kannattimen kiinnittäminen
Ensiksi, sinun on kiinnitettävä Structure Sensor kiinnikkeeseen – molemmat ovat saatavana hopeisena tai sinisenä alumiinina – laitteellesi. Anturi sisältää 4 ruuvia ja ruuvimeisselin. Kannatin voi olla virallinen, mutta voit myös tilata 3D-tulostettuja versioita Shapewaysin kautta tai ladata sellaisen Thingiversestä ja 3D-tulostaa sen itse. Structure Sensor on tällä tavoin hyvin ”avoin” ja muokattavissa oleva järjestelmä. Occipital on jopa laittanut CAD-piirustukset kehittäjäsivustolleen, jotta voit suunnitella oman kannattimesi. Kehittäjät, jotka haluavat kokeilla anturia muutenkin kuin käyttämällä sitä iPadin kanssa, voivat myös ostaa 50 euron hintaisen USB Hacker Cable -kaapelin, jolla anturi voidaan liittää suoraan mihin tahansa valittuun laitteeseen.
Structure Sensor (hopea) asennettuna iPad minin kiinnikkeeseen alumiinisella salvalla (myös hopea).
Nätti yksityiskohta: Kun Structure Sensor on kiinnitetty, iPad mini istuu täydellisessä työskentelykulmassa ja lepää alumiinireunuksen päällä suojaten lasia.
3D-tulostus linssinsuojus
Kannattimet on suunniteltu siten, että ne on helppo irrottaa iPadista. Tämä on mukavaa, sillä kuten minullakin, sinulla on todennäköisesti jonkinlainen kotelo tai holkki suojaamassa iPadia kuljetuksen aikana. Valitettavasti Structure Sensorin mukana ei tule minkäänlaista kantolaukkua. Ja vaikka kiinnike, johon sensori on kiinnitetty, on tarpeeksi tukeva kuljetettavaksi yhdessä kannettavan tietokoneen laukun sivutaskuista, en halua naarmuja lasiin. Objektiivin suojus ei sisälly toimitukseen, joten latasin tämän Structure Sensor -objektiivin suojuksen Thingiversestä ja tulostin 3D-tulostimen itse. Jos sinulla ei ole itse 3D-tulostinta, asut luultavasti lähellä 3D-keskusta, joka voi auttaa sinua.
Tulostin linssinsuojuksen 3D-tulostimella vahvalla InnoPET-filamentilla (Tutustu tarkistettuun filamenttioppaaseeni saadaksesi lisätietoja tästä ja muista 3D-tulostusmateriaaleista)
Tunnistimen kalibrointi
Ennen kuin käytän Structure Sensor -anturia ensimmäistä kertaa, se on kalibroitava. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että väritietojen tallentamiseen käytetään iPadin natiivia takapuolen RGB-kameraa, ja kameran sijainti vaihtelee eri iPad-malleissa. Tämän vuoksi iPadin kameran ja Structure Sensorissa olevan infrapunakameran välinen offset on kompensoitava.
Tässä on oma Calibrator-sovellus, joka tekee prosessista erittäin helppoa: mene vain ulos kirkkaana päivänä ja suuntaa sensori kohti jotain, jossa on paljon yksityiskohtia. Sovellus seuraa joitakin yksityiskohtia automaattisesti tehdäkseen suurimman osan kalibroinnista ja antaa sinun hienosäätää sitä jälkikäteen tarvittaessa.
Kalibrointisovellus toimii täydellisesti ja antaa myös hyvän käsityksen siitä, mitä infrapunakamera (vasen) oikeasti näkee ulkona kirkkaassa päivänvalossa – siitä lisää myöhemmin.
3D-skannaus Occipital Scanner -sovelluksella
Natiivi Scanner-sovellus on melko suoraviivainen. Osoita sillä vain henkilöä tai esinettä, jonka haluat kuvata, ja käytä kahden sormen elettä mittakaavoittaaksesi indikaattoriruudun niin, että se vastaa kohteen kokoa, joka myös korostetaan.
Vaihtoehtoja on vain kaksi:
- Skannaa käyttämällä ”Vanhaa seurantalaitetta”, joka käyttää vain muototietoja, tai käytä ”Uutta seurantalaitetta”, joka käyttää myös väri- ja väritietoja seuratessasi skannattavaa kohdetta. En näe mitään syytä käyttää vanhaa seurantalaitetta, koska skannaaminen ilman väritietoja tekee vaikeaksi tai mahdottomaksi skannata yhtenäisiä kohteita, joissa ei ole monia geometrisia yksityiskohtia.
- ”Matala resoluutio” tai ”Korkea resoluutio” Väri. Testieni perusteella ero näiden kahden välillä on se, että edellinen tuottaa 2K (2048 x 2049 pikseliä – tai 4,2 megapikseliä) tekstuurikartan ja jälkimmäinen 4K (4096 x 4096 pikseliä – 16,8 megapikseliä) version.
Korkean resoluution version renderöinti tai laskenta kestää hieman kauemmin. Tämä tehdään itse iPadissa ja minun iPad mini 2 on yksi hitaimmista yhteensopivista iPadeista. Tarkka aika riippuu kohteen koosta ja monimutkaisuudesta. Tänä aikana et voi tehdä uutta skannausta.
Skannaus kääntöpöydällä
Voit tehdä 3D-skannauksia joko liikkumalla vapaasti kohteen ympärillä tai käyttämällä kääntöpöytää. Alla on video skannausprosessista 6 euron IKEA SNUDDA -levysoittimen ja Xenosin 4 euron hintaisen tablettitelineen avulla. Se toistetaan nelinkertaisella nopeudella alkuperäiseen verrattuna (siksi taustalla kuuluu korkea 3D-tulostimen ääni).
Kuten näette, laitoin Teddyn kirjan päälle (tarkemmin sanottuna ihmeellinen The Art of The Last of Us). Näin RGB-trackerin on helpompi seurata objektia oikein sen pyöriessä. Sovelluksella oli erityisesti vaikeuksia seurata nallen sivukuvaa ilman kirjaa. Studion ikkunoista tulevan luonnonvalon lisäksi käytin vain 55 watin valoa pienellä softboxilla (näkyy videolla oikealla).
Kun renderöinti on valmis, voit esikatsella skannausta ja viedä sen sähköpostitse .OBJ 3D-mallina, jossa on erillinen tekstuurikartta .JPG-muodossa. Valitettavasti skannauksia ei voi tallentaa iPadissa, joten sinulla on oltava internetyhteys, jotta voit lähettää skannauksen sähköpostitse ennen uuden skannauksen tekemistä. .OBJ-tiedosto lähetetään sähköpostitse .ZIP-tiedostona, joka sisältää mallin ja tekstuuritiedostot. .ZIPin voi ladata suoraan Sketchfabiin:
Olin yllättynyt skannauksen laadusta. Varsinkin kun ottaa huomioon, että geometrian ”renderöintiin” ei mennyt aikaa ja tekstuurien renderöintiin suhteellisen hitaalla iPad minillä vain minuutti. Värilaatu sijoittuu jonnekin 3D Systemsin Cubify Sensen sumeiden tekstuurien (klikkaa saman mallin referenssiskannaus) ja ilmaisella Autodesk 123D Catch -sovelluksella tehdyn fotogrammetrian terävämmän tuloksen väliin. Sanoisin, että tällainen skannaus on käyttökelpoinen moneen muuhun kuin teolliseen tarkoitukseen, ja paremmat tekstuurit saisi luultavasti paremmasta iPadista. Skannaamalla tällä tavoin kiinteästä kulmasta en pystynyt kuvaamaan Teddyn käsivarsien alle.
Vapaa skannaus
Seuraavaan esimerkkiin valitsin isomman ja vähemmän pörröisen esineen: pienen öljytynnyrin, joka on muokattu koriksi (Balilla Reilun kaupan Jansje-kaupan kautta). Asetin sen jälleen yhdelle tyttäreni iloiselle – ja täydellisesti jäljitettävälle – paikkamatolle ruokapöydällemme ja kävelin vapaasti sen ympärillä pysähtyen aina silloin tällöin, kun sovellus sitä pyysi. Näillä pysähdyksillä se ottaa valokuvan kuvioita varten. Olin yllättynyt siitä, miten sujuva tämä kokemus on ja miten hyvin ohjelmisto seurasi esinettä – se ei koskaan hukannut sitä! Ja tämä tapahtui viimeisen iltapäivän päivänvalon ja kahden himmennetyn kattolampun kanssa, eli kaukana täydellisistä valaistusolosuhteista.
(Uusi) seurantalaite ei edes välittänyt siitä, että (vielä uudempi) kissani käveli istunnon läpi! Olin tietysti iloinen, ettei tekstuurista otettu tilannekuvaa sillä hetkellä.
Alhaalla on yllä olevan skannaussession tulos. Kuten näette, se ei täysin vanginnut kannen kahvaa, mutta sivuilla olevat kahvat ovat kunnossa. Tekstuuri ok, mutta ei niin terävä kuin olisin toivonut. Tekstuurien ompelu kuitenkin melko hyvä.
Skannaus ihmisistä
Koska pyysin liikekumppani Patrickia mallinnettavaksi Cubify Sense 3D-skannerin arvostelua varten, pyysin häntä pukeutumaan toimistolle juuri samaan paitaan täydellisen vertailun aikaansaamiseksi. Kuten näet, hän oli erittäin tyytyväinen.
Kuten näet alla, tulos on paljon parempi kuin Sensen. Resoluutio on hieman alhainen – sekä geometrian että tekstuurin osalta – mutta se ei vaatinut renderöintiä skannauksen jälkeen meshin osalta ja vain minuutin verran tekstuuritietojen osalta. Minusta se näyttää tavallaan videopelihahmolta. Se saa myös Patrickin näyttämään 10 vuotta nuoremmalta…
Päivitys 27.6.2016
Occipital julkaisi juuri uuden version Scanner-sovelluksestaan, joka käyttää wel 0.6 SDK:ta. Päivityksessä luvataan laadukkaampia verkkoja – itse asiassa 60 % resoluution parannus kullakin kolmella akselilla – osittain heidän Lynx Laboratoriesin oston ansiosta.
Naturally, I wanted to test whether this is true!
Kuten olette ehkä nähneet Instagramissa, ensimmäinen testini oli tämä 40 cm pitkä pöllöpatsas, joka 3D-tulostettiin Big Builderilla, jonka arvostelin jokin aika sitten:
Tässä koossa polycount oli 50.000 vs. 44.000 vanhalla sovelluksella, joka perustui 0.5.5:een. SDK:N PERUSTEELLA. Parannusta 15%, mutta ei oikein näkynyt. Niinpä skannasin uskollisen testikohteeni ja liikekumppanini Patrickin:
Tässä koossa resoluution päivitys on hyvin ilmeinen: 24.169 vs. 56.427 kasvot uudella sovelluksella – 230 % enemmän polygoneja! Jopa ilman numeroita Patrickin kasvoissa on selvästi enemmän yksityiskohtia (hän pitää vanhasta kartoittajasta enemmän) ja T-paita.
On vaikuttavaa, että tällainen parannus voidaan saavuttaa pelkällä ohjelmistopäivityksellä. Ja muistakaa, että kaikki renderöidään paikallisesti iPadilla – reaaliajassa – ei pilviprosessointia. Ja Occipitalin kehittäjäohjelmapäällikön mukaan tämä on vasta alkua:
On syytä mainita, että tämän SDK 0.6 -päivityksen jälkeen SDK 0.6:een ei ole enää tukea mainitsemalleni 3D Systemsin iSenselle. Uusi Scanner-sovellus toimii siis vain Occipitalilta tai joltain sen jälleenmyyjältä ostetulla varsinaisella Structure Sensorilla.
Skannaus ulkona
Syvyyden tallentamiseen käytettävä Structured Light -tekniikka, jota Structure Sensor käyttää, sopii erinomaisesti 3D-skannaukseen sisätiloissa. Kun yritin kuvata kohteita studioni ulkopuolella, törmäsin nopeasti rajoituksiin. Kuten tämän postauksen alussa olevasta kalibrointikuvasta näkyy, infrapunakameran on vaikea vangita yksityiskohtia kirkkaassa auringonvalossa, saati sitten nähdä projisoitua laserkuviota.
Sen vuoksi tein kokeiluja pilvisenä päivänä – joita Alankomaissa riittää. Alla on tyypillisesti hollantilainen roska-astia.
Huomaa, että roska-astian kuvake ei ole harmaan esikatselun peitossa…
Jälleen kerran yllätyin tasaisesta seurannasta: jopa ilman tasaista lattiapintaa roska-astia seurattiin tasaisesti. Oli hieman vaikeaa kuvata takapuolta putoamatta kanavaan, mutta onnistuin siinä melko hyvin, sillä ilmeisesti ei haittaa, jos objekti poistuu hetkeksi kehyksen ulkopuolelle, koska myös sen ympäristöä seurataan.
Alhaalla on skannauksen tulos. Se on kaukana täydellisestä, mutta minusta on erityisen mielenkiintoista, että kuvakkeen kohdalla on reikä. Ilmeisesti roskiksen tummanvihreä imee tarpeeksi auringonvaloa, jotta infrapunasensori havaitsee laserkuvion, mutta valkoinen kuvake on yksinkertaisesti liian kirkas. Kuvassa lentelee myös paljon hiukkasia, joita ei varmasti todellisuudessa ollut.
Alhaalla on toinen ulkokuva hollantilaisesta postilaatikosta, kun auringonvaloa oli hieman enemmän. Esineen varjopuoli ja seinä on kuvattu kelvollisesti, mutta aurinkoon päin oleva puoli oli täysin näkymätön Structure Sensorille. Tulos on varsin mielenkiintoinen, mutta ei tietenkään käyttökelpoinen.
3D-skannaus sisätiloista Room Scanner -sovelluksella
Viimeinen sovellus, jota käsittelen tässä arvostelun osassa, on Occipitals Room Scanner -sovellus. Se on täysin idioottivarma: käytä liukusäädintä osoittaaksesi visuaalisesti sen huoneen koon, jota aiot skannata, paina scan ja liiku ympäriinsä, kunnes kaikki pinnat ovat vihreiden polygonien peitossa. Valitettavasti sovellus pakottaa sinut pysymään enemmän tai vähemmän samassa paikassa, joten et voi kävellä vapaasti ympäri huonetta skannataksesi kulmien ympäri.
Se on vähän kuin astuisi Matrixiin…
Sovelluksen hyödyllisyys riippuu suuresti käyttötarkoituksesta. Kuten voit nähdä alla, tulostuslaatu on liian heikko – sekä geometrian että tekstuurin suhteen – jotta sitä voisi käyttää mihinkään tarkoitukseen, jonka täytyy olla esteettisesti miellyttävä (voit katsella ympärillesi alla olevassa interaktiivisessa Sketchfab- upotuksessa vaihtamalla navigoinnin kiertoradalta First Personiin oikeassa alakulmassa olevilla kuvakkeilla)
Voin kuitenkin ajatella muutamia tarkoituksia, joihin Room Scanner -sovellus on hyödyllinen. Esimerkiksi pelitasojen suunnittelijat voivat käyttää sitä mittatarkkana referenssinä luodessaan videopelin sisustusta. Se on myös erittäin kätevä nopeiden mittausten tekemiseen, koska skannauksen tekeminen vie vain minuutin ja sovelluksessa on sisäänrakennettu mittausominaisuus.
Mittaaminen tällä tavalla on paljon nopeampaa kuin mittanauhalla – ja paljon siistimpää.
Päättely osa 1
On hyvä huomata, että Occipitalin Scanner-sovellukset ovat näytteitä, joiden avulla voidaan havainnollistaa parin kuukauden välein julkistettavia uusia ominaisuuksia. Esimerkiksi maaliskuussa 2015 esiteltiin SDK 0.4, joka tarjosi aiemmin kirjoittamani New Trackerin sekä mahdollisuuden tulostaa UV-teksturoituja verkkoja. Aiemmat versiot käyttivät ilmeisesti per-vertex-väritystä, joka tuotti samaa heikkolaatuista väritietoa, joka tuotti pettymykseni 3D Systems Sense -arvostelussani.
Niin… Structure Sensorilla on SDK, jonka avulla kolmannen osapuolen kehittäjät voivat luoda omia sovelluksiaan kaikenlaisiin tarkoituksiin. Sillä voidaan esimerkiksi luoda Virtual Reality & Augmented Reality -kokemuksia. Tässä arvostelussa käytän sitä kuitenkin vain iPad-pohjaisena 3D-skannerina, ja siihen tarkoitukseen on vain yksi kolmannen osapuolen sovellus – se on Seez3D – joka käyttää pilviprosessointia yksityiskohtaisempiin skannauksiin.