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 Czujnik Struktury otrzymałem z holenderskiego sklepu z drukiem 3D i skanowaniem 3D MakerPoint.
Uaktualnienie luty 2017
*Jaka jest różnica pomiędzy Sensorem Struktury a 3D Systems iSense? I dlaczego iSense jest obecnie na przecenie?
Następnie do wspomnianego w intro „Sense”, 3D Systems sprzedawało kiedyś „iSense”, który był, lub jest, mniej więcej rebrandowanym Structure Sensorem. iSense był produkowany przez Occipital i wygląda niemal identycznie jak Structure Sensor, ale są między nimi różnice. 3D Systems zaprzestało produkcji tego produktu w 2016 r., ale pozostałe zapasy są obecnie sprzedawane online z ogromnymi zniżkami op do 80%.
Ponieważ dostawałem tak wiele pytań o iSense, dostałem jeden sam za $58 na eBayu, aby przetestować czy jest jakaś różnica w jakości skanowania i wsparciu aplikacji. Możesz o tym przeczytać w moim poście Structure Sensor vs. iSense. A ponieważ iSense jest również wyposażony w dedykowaną aplikację firmy 3D Systems, to również ją zrecenzowałem dla kompletności informacji.
Cena
Jeśli mieszkasz w USA, Structure Sensor będzie kosztował $379 z uchwytem do iPada Air 2 na Amazonie. 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 on 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:
- Occipital’s own iPad apps
- The third-party itSeez3D iPad app I reviewed and
- Occipital’s Skanect software for Mac and Windows (Review finally coming Q1 2017)
Setting up the Hardware
Attaching the Bracket
Firstly, 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 oraz 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.
Czujnik Struktury (srebrny) zamontowany na uchwycie iPada mini z aluminiowym zatrzaskiem (również srebrnym).
Miły szczegół: Z dołączonym czujnikiem struktury, iPad mini siedzi pod idealnym kątem roboczym i opiera się na aluminiowej krawędzi, chroniąc szkło.
3D Printing a Lens Cap
Uchwyty są zaprojektowane tak, aby można je było łatwo zdjąć z iPada. Jest to fajne rozwiązanie, bo tak jak ja pewnie macie jakieś etui lub pokrowiec, który chroni iPada podczas transportu. Niestety, Structure Sensor nie ma w zestawie żadnego etui. 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 nie masz drukarki 3D sam, prawdopodobnie mieszkasz w pobliżu 3D Hub, który może Ci pomóc.
Wydrukowałem 3D pokrywę obiektywu z mocnego filamentu InnoPET (Sprawdź mój Przewodnik po Filamentach, aby uzyskać więcej informacji na temat tego i innych materiałów do druku 3D)
Kalibracja Sensora
Przed użyciem Sensora 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 podczerwieni na czujniku strukturalnym.
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 śledzić niektóre szczegóły automatycznie, aby zrobić największą część kalibracji i pozwala Ci dostroić go po tym, jeśli to konieczne.
Aplikacja kalibracji działa doskonale, a także daje dobre wyobrażenie o tym, co kamera na podczerwień (po lewej) faktycznie widzi na zewnątrz w jasnym świetle dziennym – więcej o tym później.
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:
- Skanuj za pomocą „Old Tracker”, który wykorzystuje tylko informacje o kształcie lub użyć „New Tracker”, który również wykorzystuje informacje o kolorze, aby śledzić obiekt jesteś skanowania. Nie widzę powodu, aby używać starego trackera, ponieważ skanowanie bez informacji o kolorze utrudnia lub uniemożliwia skanowanie jednolitych obiektów bez wielu szczegółów geometrycznych.
- Kolor „Niska rozdzielczość” lub „Wysoka rozdzielczość”. Z moich testów wynika, że różnica między nimi polega na tym, że pierwsza z nich tworzy mapę tekstur w rozdzielczości 2K (2048 x 2049 pikseli – lub 4,2 megapiksela), a druga w rozdzielczości 4K (4096 x 4096 pikseli – 16,8 megapiksela).
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 poprzez swobodne poruszanie 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-krotną prędkością (stąd ten wysoki dźwięk drukarki 3D w tle).
Jak widać 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 jest wysyłany 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 jeszcze jednej z wesołych i doskonale nadających się do śledzenia mat 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 jest z ostatnim kawałkiem popołudniowego światła dziennego i dwie przyciemnione lampy sufitowe, tak daleko od idealnych warunków oświetleniowych.
The (nowy) tracker nawet nie przeszkadza, że mój (nawet nowszy) kot przeszedł przez sesję! Oczywiście ucieszyłem się, że w tym momencie nie został wykonany żaden zrzut tekstury.
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 ostre, 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 zadowolony.
Jak widać poniżej, rezultat jest o wiele lepszy niż w przypadku Sense. Rozdzielczość jest trochę niska – zarówno pod względem geometrii jak i tekstur – ale nie wymagało to żadnego renderowania po skanowaniu dla siatki i tylko minuty dla informacji o teksturach. Dla mnie wygląda to trochę jak postać z gry wideo. Sprawia też, że Patrick wygląda 10 lat młodziej…
Uaktualnienie 27 czerwca 2016
Occipital właśnie wydał nową wersję swojej aplikacji Scanner, która wykorzystuje ich wel 0.6 SDK. Aktualizacja obiecuje wyższą jakość meshes- 60% poprawy rozdzielczości na każdej z 3 osi, faktycznie-częściowo ze względu na ich przejęcie Lynx Laboratories.
Naturalnie, chciałem przetestować, czy to prawda!
Jak być może widzieliście na moim Instagramie, moim pierwszym testem była ta 40-centymetrowa statuetka sowy wydrukowana 3D przy użyciu Big Buildera, którego recenzowałem jakiś czas temu:
Przy tym rozmiarze, polycount wyniósł 50.000 vs 44.000 przy użyciu starej aplikacji opartej na 0.5.5. SDK. Poprawa o 15%, ale nie do końca widoczna. Więc przeskanowałem mój wierny obiekt testowy i partner biznesowy Patrick:
Przy tym rozmiarze wzrost rozdzielczości jest bardzo widoczny: 24,169 vs. 56,427 twarzy z nową aplikacją-230% więcej polygonów! Nawet bez tych liczb widać wyraźnie więcej szczegółów na twarzy Patryka (bardziej podoba mu się stary mapper) i na koszulce.
To imponujące, że taki rodzaj poprawy można osiągnąć dzięki aktualizacji oprogramowania. I pamiętaj, że to wszystko jest renderowane lokalnie na iPadzie w czasie rzeczywistym – bez przetwarzania w chmurze. I zgodnie z Developer Program Manager z Occipital, to dopiero początek:
Warto wspomnieć, że od tej aktualizacji do SDK 0.6 nie ma już wsparcia dla 3D Systems iSense Wspomniałem w do. Tak więc nowa aplikacja Skaner działa tylko z rzeczywistym Structure Sensor zakupionym od Occipital lub jednego z jego sprzedawców.
Skanowanie na zewnątrz
Technologia Światła Strukturalnego, którą Structure Sensor wykorzystuje do przechwytywania głębi jest świetna do skanowania 3D w pomieszczeniach. Próbując uchwycić obiekty poza zaciszem mojego studia, szybko napotkałem na ograniczenia. Jak widać na obrazie kalibracyjnym na początku tego wpisu, kamera na podczerwień ma problem z uchwyceniem szczegółów w jasnym świetle słonecznym, nie mówiąc już o dostrzeżeniu wyświetlanego wzoru laserowego.
Więc przeprowadziłem kilka eksperymentów w pochmurny dzień, których w Holandii jest pod dostatkiem. Poniżej znajduje się typowo holenderski kosz na śmieci.
Zauważ, że ikona na koszu nie jest zakryta przez szary podgląd…
Ponownie zaskoczyło mnie płynne śledzenie: nawet bez płaskiej powierzchni podłogi kosz na śmieci był śledzony płynnie. Trochę trudno było uchwycić tył bez wpadania do kanału, ale poradziłem sobie całkiem nieźle, bo najwyraźniej nie ma znaczenia, czy obiekt wyjdzie na chwilę poza kadr, bo jego otoczenie też jest śledzone.
Poniżej wynik skanowania. Jest daleki od doskonałości, ale szczególnie interesujące jest to, że w miejscu, gdzie wydrukowana jest ikona, jest dziura. Najwyraźniej ciemna zieleń kosza pochłania wystarczająco dużo światła słonecznego, aby czujnik podczerwieni mógł wykryć wzór lasera, ale biała ikona jest po prostu zbyt jasna. Jest tam również wiele latających cząsteczek, które, jestem tego pewien, nie były obecne w rzeczywistości.
Poniżej znajduje się kolejny zewnętrzny skan holenderskiej skrzynki pocztowej, gdy było trochę więcej światła słonecznego. Strona cienia obiektu oraz ściana zostały uchwycone przyzwoicie, ale strona zwrócona w stronę słońca była całkowicie niewidoczna dla sensora strukturalnego. Wynik jest dość interesujący, ale nie do wykorzystania oczywiście.
3D Skanowanie wnętrz z aplikacją Room Scanner App
Ostatnią aplikacją, którą omówię w tej części recenzji jest Occipitals Room Scanner App. Jest całkowicie bezproblemowa: użyj suwaka, aby wizualnie wskazać rozmiar pomieszczenia, które masz zamiar zeskanować, naciśnij scan i poruszaj się, aż każda powierzchnia zostanie pokryta zielonymi wielokątami. Niestety, aplikacja zmusza cię do pozostania mniej więcej w jednym miejscu, więc nie możesz swobodnie chodzić po pokoju, aby skanować za rogami.
To trochę jak wejście do Matrixa…
Jego przydatność w dużej mierze zależy od celu. Jak widać poniżej, jakość wyjściowa jest zbyt niska – zarówno pod względem geometrii, jak i tekstury – aby użyć jej do jakiegokolwiek celu, który musi być estetyczny (możesz rozejrzeć się w interaktywnym embedzie Sketchfab poniżej, zmieniając nawigację z Orbity na Pierwszą Osobę za pomocą ikon w prawym dolnym rogu)
Jednakże mogę pomyśleć o kilku celach, dla których aplikacja Room Scanner jest przydatna. Na przykład, projektanci poziomów gier mogą go używać jako dokładny wymiarowo odniesienia do tworzenia wnętrza dla gry wideo. Jest to również bardzo przydatne do wykonywania szybkich pomiarów, ponieważ wykonanie skanu zajmuje tylko minutę, a aplikacja ma wbudowaną funkcję pomiarową.
Mierzenie w ten sposób jest o wiele szybsze niż za pomocą taśmy mierniczej – i o wiele fajniejsze.
Wrapping up Part 1
Dobrze jest zdać sobie sprawę, że aplikacje Occipital’s Scanner są próbkami do demonstracji nowych funkcji, które są ogłaszane co kilka miesięcy. Na przykład w marcu 2015 roku pojawiło się SDK 0.4, które oferowało New Tracker, o którym pisałem wcześniej, a także możliwość wyprowadzania siatek teksturowanych UV. Wcześniejsze wersje najwyraźniej wykorzystywały kolorowanie per-vertex, które dostarczało te same niskiej jakości informacje o kolorach, które rozczarowały mnie w mojej recenzji 3D Systems Sense.
Więc… Structure Sensor posiada SDK, które pozwala zewnętrznym deweloperom tworzyć własne aplikacje do wszelkiego rodzaju celów. Na przykład, może być używany do tworzenia Virtual Reality & Augmented Reality experiences. Jednakże, w tym przeglądzie używam go jedynie jako skanera 3D na iPadzie i do tego celu istnieje tylko jedna aplikacja firm trzecich-itSeez3D, która wykorzystuje przetwarzanie w chmurze do bardziej szczegółowych skanów.