Structure Sensor 3D Scanner Review

Om du har läst min tidigare 3D Scanner Review av 3D Systems Sense vet du att jag var imponerad av användarvänligheten och de geometriska detaljerna för en enhet som kostar mindre än 450 euro. Men kvaliteten på den färginformation – eller texturer – som Sense fångar är helt undermålig. Detta har åtgärdats med Sense 2 som jag recenserade senare)

I den här recensionen testar jag Structure Sensor tillverkad av en Occipital. Den här enheten fanns också tillgänglig som 3D Systems iSense men den ommärkta versionen har upphört*.

Jag fick min Structure Sensor från den holländska 3D-utskrifts- och 3D-skanningsbutiken MakerPoint.

Prissättning

Om du bor i USA kostar en Structure Sensor 379 dollar med ett iPad Air 2-fäste på Amazon. Du kan också köpa dem direkt från Occipital för det priset och har ett urval av olika iPad-fästen och tillbehör som till exempel en vidvinkellins och en pro-laddningskabel som kan ladda Structure Sensor och iPad samtidigt!

Om du bor i EU och inte vill slippa besväret med internationell frakt och extra tullkostnader och skatter kan du bäst få Structure Sensor med passande fäste från Makerpoint för 499 euro.

Den är kompatibel med alla iPads som är nyare än 4th Gen iPad och iPad mini 2 (tidigare känd som ”iPad Mini with Retina Display”) – inklusive det nyligen tillkomna stödet för iPad Pro 9.7″ & 12.9″.

Jag har testat den med den minst kraftfulla kompatibla enheten, iPad mini 2, som har en 5-megapixelskamera med en bländare på f/2,4. Eftersom den här kameran används för att fånga färgdetaljer är det säkert att använda en nyare iPad för att få bättre texturkvalitet. Denna iPad Pro 9,7″ har till exempel en 12 megapixelkamera med en snabbare f/2.2-lins. Med detta sagt tycker jag att testning med en iPad mini 2 är ett bra riktmärke och denna iPad säljs fortfarande för 265 euro, vilket gör att den totala minimikostnaden för sensor + fäste + iPad uppgår till 765 euro – vilket fortfarande är mycket mindre än många andra 3D-skannrar. (Alla priser jag nämner är i euro och inkluderar 21 % nederländsk moms).

Jag har testat Structure Sensor med 3 olika applikationer, som jag kommer att täcka i 3 olika delar av denna recension:

1. Occipitals egna iPad-appar
2. Den tredjeparts itSeez3D iPad-appen som jag recenserade och
3. Occipitals Skanect-programvara för Mac och Windows (Recensionen kommer äntligen Q1 2017)

Installation av hårdvaran

Fästning av fästet

Först, måste du fästa Structure Sensor på fästet – båda finns tillgängliga med silver eller blå aluminium för din enhet. Sensorn innehåller 4 skruvar och en skruvmejsel. Fästet kan vara ett officiellt sådant, men du kan också beställa 3D-utskrivna versioner via Shapeways eller ladda ner ett från Thingiverse och 3D-skriva det själv. Structure Sensor är ett mycket ”öppet” och anpassningsbart system på detta sätt. Occipital har till och med lagt ut CAD-ritningar på sin utvecklarwebbplats så att du kan designa ditt eget fäste. Utvecklare som vill experimentera med sensorn utöver att använda den med en iPad kan också köpa en USB-hackerkabel för 50 euro för att fästa sensorn direkt på valfri enhet.

3D-utskrift av ett objektivlock

Fästena är utformade för att enkelt kunna tas bort från iPad. Detta är trevligt, eftersom du som jag förmodligen har ett fodral eller en hylsa av något slag för att skydda din iPad under transport. Tyvärr levereras Structure Sensor inte med någon form av bärväska. Och även om fästet med sensorn monterad är tillräckligt stabilt för att transporteras i en av sidofickorna i min bärbara väska, vill jag inte ha några repor på glaset. Ett objektivlock ingår inte, så jag laddade ner det här Structure Sensor Lens Cap från Thingiverse och 3D-printade ett själv. Om du inte har en 3D-skrivare själv bor du förmodligen nära en 3D Hub som kan hjälpa dig.

Kalibrering av sensorn

För att kunna använda Structuresensorn för första gången måste den kalibreras. Detta beror främst på att iPad:s inbyggda bakåtvända RGB-kamera används för att fånga färginformationen och kamerans placering varierar på olika iPad-modeller. På grund av detta måste förskjutningen mellan iPad-kameran och den infraröda kameran på struktursensorn kompenseras.

Det finns en särskild kalibreringsapp som gör processen mycket enkel: det är bara att gå ut en ljus dag och rikta sensorn mot något med många detaljer. Appen spårar några detaljer automatiskt för att göra den största delen av kalibreringen och låter dig finjustera den efteråt om det behövs.

3D-scanning med appen Occipital Scanner

Den inbyggda appen Scanner är ganska enkel. Det är bara att rikta den mot personen eller objektet som du vill fånga och använda en tvåfingerrörelse för att skala indikatorrutan så att den matchar storleken på motivet, som också kommer att markeras.

Det finns bara två alternativ:

1. Skanna med hjälp av den ”gamla spåraren” som bara använder forminformation eller använd den ”nya spåraren” som också använder färginformation för att hålla reda på objektet som du skannar. Jag ser ingen anledning att använda den gamla spåraren, eftersom skanning utan färginformation gör det svårt eller omöjligt att skanna enhetliga objekt utan många geometriska detaljer.
2. ”Low Resolution” eller ”High Resolution” Color. Enligt mina tester är skillnaden mellan de två att den förstnämnda ger ut en 2K (2048 x 2049 pixlar – eller 4,2 megapixlar) texturmapp och den sistnämnda en 4K (4096 x 4096 pixlar – 16,8 megapixlar) version.

Den högupplösta versionen tar lite längre tid att rendera, eller beräkna. Detta görs på själva iPaden och min iPad mini 2 är en av de långsammaste kompatibla iPads. Den exakta tiden beror på ämnets storlek och komplexitet. Under den här tiden kan du inte göra en ny skanning.

Scanning med en skivspelare

Du kan göra 3D-skanningar antingen genom att röra dig fritt runt ett objekt eller genom att använda en skivspelare. Nedan finns en video av skanningsprocessen med hjälp av en IKEA SNUDDA-skivspelare för 6 euro och ett tablettstativ för 4 euro från Xenos. Den spelas upp med 4 gånger originalhastigheten (därav det höga ljudet från 3D-skrivaren i bakgrunden).

Som du kan se har jag lagt Teddy ovanpå en bok (den fantastiska The Art of The Last of Us, för att vara exakt). Detta gör det lättare för RGB-trackern att följa objektet korrekt när det roterar. Appen hade särskilt svårt att spåra sidovyn av björnen utan boken. Förutom det naturliga ljuset från fönstren i studion använde jag bara en 55 Watts lampa med en liten softbox (synlig till höger i videon).

När renderingen är klar kan du förhandsgranska skanningen och exportera den via e-post som en .OBJ 3D-modell med separat texturkarta i .JPG-format. Tyvärr finns det inget sätt att spara dina skanningar på iPad, så du måste ha en internetuppkoppling för att kunna mejla skanningen innan du gör en ny. .OBJ-filen skickas via e-post som en .ZIP-fil som innehåller modellen och texturfilerna. .ZIP-filen kan laddas upp direkt till Sketchfab:

Jag blev överraskad av skanningskvaliteten. Särskilt med tanke på att det inte tog någon tid att ”rendera” geometrin och bara en minut att rendera texturerna på en relativt långsam iPad mini. Färgkvaliteten ligger någonstans mellan de suddiga texturerna i 3D Systems Cubify Sense (klicka för referensskanning av samma modell) och det skarpare resultatet av fotogrammetri med den kostnadsfria appen Autodesk 123D Catch. Jag skulle säga att en skanning som denna är användbar för många icke-industriella ändamål och du skulle förmodligen få bättre texturer från en iPad av högre kvalitet. Genom att skanna så här från en fast vinkel kunde jag inte fånga under Teddys armar.

Fri skanning

För nästa exempel valde jag ett större och mindre fluffigt objekt: en liten oljefat som har modifierats till en korg (på Bali genom Fair Trade-butiken Jansje). Jag placerade den på ännu en av min dotters glada – och perfekt spårbara – platsmattor på vårt matbord och gick fritt runt den, och stannade då och då när appen bad mig om det. Vid dessa stopp tar den ett foto för texturerna. Jag blev förvånad över hur smidig den här upplevelsen är och hur väl programvaran följde objektet – den tappade aldrig bort det! Och detta är med den sista biten av eftermiddagens dagsljus och två dämpade taklampor, så långt ifrån perfekta ljusförhållanden.

Nedan följer resultatet av skanningssessionen ovan. Som du kan se fångade den inte helt och hållet handtaget på locket men handtagen på sidorna är bra. Texturen okej, men inte så skarp som jag hade hoppats. Sömmen av texturerna ganska bra, dock.

Scanning av människor

Då jag bad min affärspartner Patrick att stå modell för Cubify Sense 3D Scanner Review bad jag honom att bära exakt samma skjorta på kontoret för att få en perfekt jämförelse. Som du kan se var han mycket nöjd.

Som du kan se nedan är resultatet mycket bättre än för Sense. Upplösningen är lite låg – både när det gäller geometri och textur – men det krävdes ingen rendering efter skanning för nätet och bara en minut för texturinformationen. För mig ser det lite ut som en videospelskaraktär. Den får också Patrick att se 10 år yngre ut…

Scanning utomhus

Den Structured Light-teknik som Structure Sensor använder för att fånga djup är utmärkt för 3D-scanning inomhus. När jag försökte fånga objekt utanför min studio stötte jag snabbt på begränsningar. Som du kan se på kalibreringsbilden i början av det här inlägget har den infraröda kameran svårt att fånga detaljer i starkt solljus, än mindre att se det projicerade lasermönstret.

Så jag gjorde några experiment på en molnig dag – varav det finns tillräckligt många i Nederländerna. Nedan visas en typisk nederländsk soptunna.

Jag blev återigen förvånad över den jämna spårningen: även utan en plan golvyta spårades soptunnan smidigt. Det var lite svårt att fånga baksidan utan att falla ner i kanalen, men jag lyckades ganska bra eftersom det tydligen inte spelar någon roll om objektet går utanför ramen ett ögonblick, eftersom dess omgivning också spåras.

Nedan följer resultatet av skanningen. Det är långt ifrån perfekt, men jag tycker att det är särskilt intressant att det finns ett hål där ikonen är tryckt. Tydligen absorberar bindens mörkgröna färg tillräckligt mycket solljus för att den infraröda sensorn ska kunna upptäcka lasermönstret, men den vita ikonen är helt enkelt för ljus. Det finns också en massa partiklar som flyger runt som jag är ganska säker på inte fanns i verkligheten.

Nedan följer en annan utomhusskanning av en holländsk brevlåda när det var lite mer solljus. Skuggsidan av objektet och väggen fångas hyfsat, men den sida som vetter mot solen var helt osynlig för struktursensorn. Resultatet är ganska intressant, men inte användbart förstås.

3D-skanning av interiörer med Room Scanner App

Den sista appen jag ska täcka i den här delen av recensionen är Occipitals Room Scanner App. Den är helt idiotsäker: använd skjutreglaget för att visuellt ange storleken på rummet du ska skanna, tryck på skanna och flytta runt tills varje yta är täckt av gröna polygoner. Tyvärr tvingar appen dig att stanna mer eller mindre på en plats, så du kan inte gå runt fritt i ett rum för att skanna runt hörn.

Dess användbarhet beror i hög grad på syftet. Som du kan se nedan är utskriftskvaliteten för låg – både när det gäller geometri och textur – för att kunna användas i något syfte som måste vara estetiskt tilltalande (du kan titta runt i den interaktiva Sketchfab-inbäddningen nedan genom att ändra navigeringen från Orbit till First Person med hjälp av ikonerna i det nedre högra hörnet)

Ja, jag kan dock tänka mig ett fåtal syften som Room Scanner-appen kan vara användbar för. Till exempel kan spelnivåkonstruktörer använda den som en dimensionellt korrekt referens för att skapa en interiör för ett videospel. Den är också mycket praktisk för att göra snabba mätningar, eftersom det bara tar en minut att göra en skanning och appen har en inbyggd mätfunktion.

Avsluta del 1

Det är bra att inse att Occipitals Scanner-appar är prover för att demonstrera nya funktioner som tillkännages med några månaders mellanrum. I mars 2015 introducerades till exempel SDK 0.4, som erbjöd New Tracker som jag skrev om tidigare, samt möjligheten att ge ut UV-texturerade meshes. Tidigare versioner använde tydligen färgning per vertex som gav samma färginformation av låg kvalitet som gjorde mig besviken i min 3D Systems Sense Review.

Så… Structure Sensor har ett SDK som gör det möjligt för tredjepartsutvecklare att skapa egna appar för alla möjliga ändamål. Den kan till exempel användas för att skapa Virtual Reality & Augmented Reality-upplevelser. I den här granskningen använder jag den dock bara som en iPad-baserad 3D-skanner och för det ändamålet finns det bara en app från tredje part – Seez3D – som använder molnbehandling för mer detaljerade skanningar.