Structure Sensor 3D Scanner Review

Update February 2017

*Structure Sensorと3D Systems iSenseの違いはなんですか。 そしてなぜiSenseは現在割引中なのか

イントロで述べた「Sense」の次に、3D Systemsがかつて販売していた「iSense」は、Structure Sensorのリブランド品だった、あるいはそうである、ということになりますね。 iSenseはOccipital社製で、見た目はStructure Sensorとほぼ同じですが、違うところもあります。 3D Systems は 2016 年にこの製品を製造中止しましたが、現在残っている在庫がオンラインで大規模な割引 op ～ 80% で販売されています。

iSense についての質問が非常に多かったので、私自身も eBay で 58 ドルで入手し、スキャン品質とアプリ サポートに違いがあるかどうかをテストしてみました。 それについては、Structure Sensor vs. iSenseの記事で紹介しています。

iPad mini ブラケットに取り付けられた構造センサー（シルバー）、アルミニウム ラッチ（同じくシルバー）

素晴らしい詳細です。

私は強力な InnoPET フィラメントでレンズ キャップを 3D プリントしました（このフィラメントと他の 3D プリント材料についての詳細は、改訂版フィラメント ガイドを参照してください）

キャリブレーション アプリは完璧に機能し、明るい日中の屋外で赤外線カメラ（左）が実際に何を見ているかの良いアイデアを与えてくれます（これについては後で詳しく説明します）。 キャプチャしたい人や物に向け、2 本指のジェスチャーでインジケーター ボックスを拡大縮小し、被写体のサイズと一致させます。 色情報を使用しないスキャンでは、多くの幾何学的な詳細がない均一なオブジェクトをスキャンすることが困難または不可能になるため、古いトラッカーを使用する理由はないと思います。 私のテストでは、前者は 2K (2048 x 2049 ピクセル – または 4.2 メガピクセル) のテクスチャ マップを出力し、後者は 4K (4096 x 4096 ピクセル – 16.8 メガピクセル) のバージョンを出力します。

高解像度バージョンのレンダーまたは計算には、少し時間がかかります。 これは iPad 自体で行われるもので、私の iPad mini 2 は互換性のある iPad の中でも最も遅い部類に入ります。 正確な時間は、被写体のサイズと複雑さによって異なります。 この間、新しいスキャンはできません。

ターンテーブルを使ったスキャン

対象物の周りを自由に動くか、ターンテーブルを使って3Dスキャンをすることができます。 下のビデオは、6ユーロのIKEA SNUDDAターンテーブルと4ユーロのXenosのタブレットスタンドを使って、スキャンを行ったものです。 元の速度の4倍で再生しています（そのため、バックグラウンドで甲高い3Dプリンタの音がします）。

ご覧のように、私はTeddyを本（正確には、驚異のThe Art of The Last of Us）の上に置いています。 これにより、RGB トラッカーが回転中のオブジェクトを正しく追跡することが容易になります。 特に、本なしでクマの横顔をトラッキングするのに苦労しました。 スタジオの窓からの自然光を除いて、私は小さなソフトボックス付きの 55 ワットのライトのみを使用しました (ビデオの右側に表示されています)。

レンダリングが完了したら、スキャンをプレビューして、電子メールで .OBJ 3D モデルと .JPG 形式の個別のテクスチャ マップとしてエクスポートできます。 残念ながら、iPad にはスキャンを保存する方法がないので、新しいスキャンを作成する前に、インターネットに接続してスキャンを電子メールで送信する必要があります。 .OBJは、モデルとテクスチャファイルを含む.ZIPとしてメールされます。 .ZIPはそのままSketchfabにアップロードできます。

スキャンの品質には驚きました。 特に、ジオメトリの「レンダリング」に時間がかからず、テクスチャのレンダリングには比較的遅い iPad mini でわずか 1 分しかかからなかったことを考慮すると、その品質には驚かされました。 3DシステムズのCubify Senseのぼやけたテクスチャ（クリックすると同じモデルの参考スキャンを表示）と、無料のAutodesk 123D Catchアプリによるフォトグラメトリのシャープな結果の中間に位置するカラー品質です。 このようなスキャンは、産業用以外の多くの用途に使えると思いますし、おそらくハイエンドのiPadの方が良いテクスチャが得られると思います。 固定された角度からこのようにスキャンすることで、Teddy の腕の下をキャプチャすることができませんでした。 私はそれを、娘が作った陽気で完璧に追跡可能なプレースマットの上に置いて、ダイニングテーブルの上を自由に歩き回り、アプリから要求されたら時々立ち止まりました。 停車すると、テクスチャ用の写真が撮影されます。 この体験がとてもスムーズで、しかも対象物を見失うことなく追跡できることに驚きました。 そしてこれは、午後の最後の日光と、薄暗くした 2 つの天井灯で、完璧な照明条件とは程遠い状態です。

(新しい) トラッカーは、私の (さらに新しい) 猫がセッション中歩いていても気になりませんでした!

下の画像は、上記のスキャン セッションの結果です。 見ての通り、蓋の取っ手は完全に写っていませんが、側面の取っ手は問題なく写っています。 テクスチャはまあまあですが、期待したほどシャープではありません。

Scanning People

ビジネスパートナーのパトリックにCubify Sense 3D Scanner Reviewのモデルをお願いしたので、完璧に比較するために全く同じシャツを着てオフィスに来てもらいました。

下の写真にあるように、結果は Sense よりもはるかに良いものでした。 解像度はジオメトリとテクスチャの両方で少し低いですが、メッシュのスキャン後のレンダリングは不要で、テクスチャ情報にはわずか1分しかかかりませんでした。 私には、まるでビデオゲームのキャラクターのように見えます。 また、Patrickが10歳若く見えます。

Scanning Outdoors

構造センサーが深度をキャプチャするために使用する構造光技術は、屋内の 3D スキャンに最適です。 しかし、快適なスタジオの外でオブジェクトをキャプチャしようとすると、すぐにその限界に直面しました。 この投稿の冒頭にあるキャリブレーション画像でわかるように、赤外線カメラは、投影されたレーザー パターンを見ることはおろか、明るい日光の下で詳細をキャプチャすることも困難です。

ゴミ箱のアイコンはグレーのプレビューでカバーされていないことに注意してください…

再び、スムーズなトラッキングに驚きました。 水路に落ちないように後ろ姿を撮影するのは少し大変でしたが、オブジェクトが一瞬フレームから外れても、その周囲も同様にトラッキングされるため、どうやらうまくいきました。 完璧とは言えませんが、特に面白いのは、アイコンが印刷されているところに穴が開いていることです。 どうやらビンの濃い緑は赤外線センサーがレーザーパターンを検出するのに十分な日光を吸収しているようですが、白いアイコンは単に明るすぎるだけなのです。

以下は、もう少し日差しがあったときに、オランダの郵便箱を屋外でスキャンしたものです。 オブジェクトの影側と壁はきちんとキャプチャされていますが、太陽に面している側は構造センサーではまったく見えませんでした。

Room Scanner App でインテリアを 3D スキャン

このパートのレビューで最後に紹介するアプリは Occipitals Room Scanner App です。 スライダーを使用して、スキャンしようとしている部屋のサイズを視覚的に示し、スキャンを押して、すべての表面が緑色のポリゴンで覆われるまで動き回ります。

まるでマトリックスに入り込んだような感じです…

有益性は目的によって大きく異なります。 以下のように、出力品質はジオメトリとテクスチャの両方で低すぎて、美的外観を必要とする目的に使用できません (右下隅のアイコンでナビゲーションを Orbit から First Person に変更すると、以下のインタラクティブな Sketchfab 埋め込みで見て回ることができます)

しかしながら、Room Scanner アプリが有用であると考えられるいくつかの目的について考えています。 たとえば、ゲームのレベル デザイナーは、ビデオ ゲームのインテリアを作成するために、寸法的に正確なリファレンスとして使用することができます。 また、スキャンを行うには 1 分しかかからず、アプリには測定機能が組み込まれているので、素早く測定するのに非常に便利です。

この方法で測定するのは、巻尺を使うよりもずっと速く、ずっとクールです。

Wrapping Part 1

Occipital のスキャナー アプリは数か月ごとに発表される新機能を示すサンプルであると認識するとよいでしょう。 例えば、2015年3月にはSDK 0.4が登場し、先に書いたNew Trackerのほか、UVテクスチャのメッシュを出力できる機能が提供されました。 以前のバージョンでは、頂点ごとのカラーリングを使用していたようで、私の 3D Systems Sense Review で失望したのと同じ低品質のカラー情報を提供していました。

それで… Structure Sensor には、サード パーティ開発者があらゆる目的のために独自のアプリを作成できる SDK が用意されています。 たとえば、バーチャルリアリティ（Virtual Reality &）やオーグメンテッドリアリティ（Augmented Reality）体験の作成に使用することができます。 しかし、今回のレビューでは、単にiPadベースの3Dスキャナとして使用しています。そのためのサードパーティ製アプリは、クラウド処理を使用してより詳細なスキャンを行う「Seez3D」のみです。