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.
Update februari 2017
*Wat is het verschil tussen Structure Sensor en 3D Systems iSense? En waarom is de iSense momenteel afgeprijsd?
Naast de in de intro genoemde “Sense”, verkocht 3D Systems vroeger de “iSense”, wat min of meer een rebranded Structure Sensor was, of is. De iSense werd geproduceerd door Occipital en ziet er bijna identiek uit als een Structure Sensor, maar er zijn verschillen. 3D Systems stopte met het product in 2016, maar resterende voorraad wordt momenteel online verkocht tegen enorme kortingen op tot 80%.
Omdat ik zoveel vragen kreeg over de iSense, kreeg ik er zelf een voor $ 58 op eBay om te testen of er verschil is in scankwaliteit en app-ondersteuning. Je kunt daarover lezen in mijn Structure Sensor vs. iSense post. En aangezien de iSense ook wordt geleverd met een speciale app van 3D Systems heb ik die ook beoordeeld voor de volledigheid.
Prijs
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 heeft u de keuze uit diverse iPad beugels en accessoires zoals een groothoeklens en een pro-oplaadkabel die de Structure Sensor en iPad tegelijk kan opladen!
Als u in de EU woont en geen gedoe wilt met internationale verscheping 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:
- Occipital’s eigen iPad apps
- De third-party itSeez3D iPad app die ik heb gereviewd en
- Occipital’s Skanect software voor Mac en Windows (Review komt eindelijk Q1 2017)
Instellen van de Hardware
Aanbrengen van de beugel
Ten eerste, 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.
Structuur Sensor (zilver) gemonteerd op de iPad mini beugel met aluminium grendel (ook zilver).
Leuk detail: Met de structuursensor bevestigd, zit de iPad mini in een perfecte werkhoek en rust op de aluminium rand, waardoor het glas wordt beschermd.
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 draagtasje. 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.
Ik 3D-Printte de lenskap met sterk InnoPET Filament (Bekijk mijn Revised Filament Guide voor meer info over dit en andere 3D Printing materialen)
Calibreren van de Sensor
Voordat je de Structure Sensor voor de eerste keer gebruikt, moet deze gekalibreerd worden. Dit komt vooral omdat de iPad’s eigen RGB-camera aan de achterzijde 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.
De kalibratie app werkt perfect en geeft ook een goed idee van wat de infrarood camera (links) eigenlijk ziet buiten bij helder daglicht- daarover later meer.
3D Scannen met de Occipital Scanner App
De inheemse 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:
- 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.
- “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 doet er een beetje langer over om 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 uw scans op de iPad op te slaan, dus u moet een internetverbinding hebben om de scan te e-mailen voordat u 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 middagdaglicht en twee gedimde plafondlampen, dus verre van perfecte lichtomstandigheden.
De (nieuwe) tracker vond het niet eens erg dat mijn (nog nieuwere) kat door de sessie liep! Natuurlijk was ik blij dat er op dat moment geen texture snapshot werd genomen.
Hieronder is het resultaat van de bovenstaande scansessie. Zoals je kunt zien is het handvat op het deksel niet volledig 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 zijn echter vrij goed.
Scanning People
Omdat ik mijn zakenpartner Patrick heb gevraagd model te staan voor de Cubify Sense 3D Scanner Review, heb ik hem gevraagd hetzelfde shirt aan te trekken op kantoor voor een perfecte vergelijking. Zoals je kunt zien was hij zeer tevreden.
Zoals je hieronder kunt zien, is het resultaat een stuk beter dan dat van de Sense. De resolutie is een beetje laag, zowel in termen van geometrie als textuur, maar het kostte geen rendering na het scannen voor de mesh en slechts een minuut voor de textuur informatie. Voor mij lijkt het een beetje op een videospelfiguur. Het laat Patrick er ook 10 jaar jonger uitzien…
Update 27 juni 2016
Occipital heeft zojuist een nieuwe versie van hun Scanner app uitgebracht die gebruik maakt van hun wel 0.6 SDK. De update belooft een hogere kwaliteit meshes-een 60% resolutie verbetering op elk van de 3 assen, eigenlijk-gedeeltelijk te wijten aan hun overname van Lynx Laboratories.
Natuurlijk, ik wilde testen of dit waar is!
Zoals je misschien op mijn Instagram hebt gezien, was mijn eerste test dit 40 cm hoge uilenbeeldje 3D-geprint met de Big Builder die ik een tijdje geleden heb gereviewd:
Op deze grootte was de polycount 50.000 vs. 44.000 met de oude app gebaseerd op de 0.5.5. SDK. Een verbetering van 15%, maar niet echt zichtbaar. Dus scande ik mijn trouwe testpersoon en zakenpartner Patrick:
Op deze grootte is de upgrade in resolutie zeer duidelijk: 24.169 vs. 56.427 faces met de nieuwe app-230% meer polygonen! Zelfs zonder de getallen, is er duidelijk meer detail in Patrick’s gezicht (hij vindt de oude mapper beter) en T-shirt.
Het is indrukwekkend dat dit soort verbetering kan worden bereikt met slechts een software-update. En vergeet niet het is allemaal lokaal gerenderd op een iPad-in realtime-geen cloud processing. En volgens de Developer Program Manager van Occipital is dit nog maar het begin:
Het is vermeldenswaard dat sinds deze update naar SDK 0.6 er niet langer ondersteuning is voor de 3D Systems iSense die ik noemde in de in. Dus de nieuwe Scanner app werkt alleen met een werkelijke Structuur Sensor gekocht van Occipital of een van haar resellers.
Scanning Outdoors
De gestructureerde licht technologie die de Structuur Sensor gebruikt om diepte vast te leggen is geweldig voor 3D scannen binnenshuis. Toen ik objecten probeerde vast te leggen buiten het comfort van mijn studio liep ik al snel tegen de beperkingen aan. Zoals je kunt zien in het kalibratie plaatje aan het begin van deze post, heeft de infrarood camera moeite om details vast te leggen in fel zonlicht, laat staan het geprojecteerde laser patroon te zien.
Dus heb ik wat experimenten gedaan op een bewolkte dag- waarvan er genoeg zijn in Nederland. Hieronder is een typisch Nederlandse afvalbak te zien.
Merk op dat het pictogram op de afvalbak niet wordt bedekt door de grijze preview…
Wederom was ik verrast door de vloeiende tracking: zelfs zonder een vlakke vloer werd de afvalbak vloeiend getracked. Het was een beetje moeilijk om de achterkant vast te leggen zonder in het kanaal te vallen, maar het lukte aardig omdat het blijkbaar niet uitmaakt als het object even buiten beeld gaat, omdat de omgeving ook wordt gevolgd.
Hieronder is het resultaat van de scan. Het is verre van perfect, maar ik vind het vooral interessant dat er een gat is waar het pictogram is afgedrukt. Blijkbaar absorbeert het donkergroen van de bak genoeg zonlicht voor de infraroodsensor om het laserpatroon te detecteren, maar is het witte pictogram gewoon te helder. Er vliegen ook veel deeltjes rond waarvan ik vrij zeker ben dat ze in werkelijkheid niet aanwezig waren.
Hieronder is nog een scan van een Nederlandse brievenbus toen er wat meer zonlicht was. De schaduwzijde van het object en de muur zijn goed in beeld gebracht, maar de kant die naar de zon is gericht was totaal onzichtbaar voor de Structure Sensor. Het resultaat is best interessant, maar niet bruikbaar natuurlijk.
3D scannen van interieurs met de Room Scanner App
De laatste app die ik in dit deel van de review zal behandelen is Occipitals Room Scanner App. Het is volledig foolproof: gebruik de schuifregelaar om visueel de grootte van de kamer aan te geven die u gaat scannen, druk op scan en beweeg rond totdat elk oppervlak is bedekt met groene polygonen. Helaas dwingt de app je om min of meer op één plek te blijven, zodat je niet vrij door een kamer kunt lopen om om hoeken heen te scannen.
Het is een beetje alsof je de Matrix binnenstapt…
Het nut ervan hangt sterk af van het doel. Zoals u hieronder kunt zien, is de kwaliteit van de output te laag – zowel in termen van geometrie als textuur – om te gebruiken voor enig doel dat esthetisch aantrekkelijk moet zijn (u kunt rondkijken in de interactieve Sketchfab embed hieronder door de navigatie te veranderen van Orbit naar First Person met de pictogrammen in de rechterbenedenhoek)
Hoewel, ik kan wel een paar doeleinden bedenken waarvoor de Room Scanner app nuttig is. Bijvoorbeeld, game level ontwerpers kunnen het gebruiken als een dimensionaal nauwkeurige referentie om een interieur voor een video game te creëren. Het is ook erg handig om snel metingen te doen, omdat het maken van een scan slechts een minuut duurt en de app een ingebouwde meetfunctie heeft.
Meten op deze manier is een stuk sneller dan met een meetlint-en veel cooler.
Wrapping up Part 1
Het is goed om te beseffen dat de Scanner-apps van Occipital voorbeelden zijn om nieuwe functies te demonstreren die om de paar maanden worden aangekondigd. Bijvoorbeeld, in maart 2015 werd SDK 0.4 geïntroduceerd, die de New Tracker bood waar ik eerder over schreef, evenals de mogelijkheid om UV-textured meshes uit te voeren. Eerdere versies gebruikten blijkbaar per-tex kleuring die dezelfde lage-kwaliteit kleurinformatie leverde die mij teleurstelde in mijn 3D Systems Sense Review.
Dus… de Structure Sensor heeft een SDK waarmee derde ontwikkelaars hun eigen apps kunnen maken voor allerlei doeleinden. Bijvoorbeeld, kan het worden gebruikt om Virtual Reality & Augmented Reality ervaringen te creëren. Echter, voor deze review gebruik ik het alleen maar als een iPad-gebaseerde 3D Scanner en voor dat doel is er slechts een derde partij app-itSeez3D- die cloud processing gebruikt voor meer gedetailleerde scans.