Сензор за тилна структура: 3D сканиране за масовия поток

Отпечатването на 3D обекти винаги се е чувствало като обезсърчително и скъпо нещо, но започваме да виждаме как цените на 3D принтерите намаляват значително. Проблемът е, че все още е трудно да се създаде нещо за отпечатване на 3D принтер.

Въведете структурен сензор ($380), джаджа, която превръща вашия iPad в устройство за 3D картографиране и изображения. Можете да го използвате, за да измерите дълбочината на стая или да създадете 3D модел на обект или човек. Устройството предоставя достъпно 3D създаване в ръцете както на потребителите, така и на разработчиците. Но дали това устройство ще извади от пазара по-скъпите 3D скенери? Не веднага, но има потенциал.

Препоръчани видеоклипове

Видео от първи поглед на сензора за тилна структура

Kickstarted

Ние следваме структурния сензор от зачеването му като продукт на Kickstarter, и дори видяхме ранна демонстрация миналата година.

Сензорът за структура ще ви позволи да създавате 3D модели на любимите си обекти или хора.

Сензорът за структура е създаден от
Тилен, компания със седалище в Боулдър, Колорадо. и Сан Франциско. Въпреки че Occipital може да не е нарицателно име, може да сте чували за него RedLaser, неговото приложение за сканиране на баркодове, което беше придобито от eBay. Компанията също направи 360 панорама, едно от първите мобилни приложения за заснемане на панорамни изображения в реално време.

Според Occipital, компанията е решила да концентрира компютърното зрение в мобилните устройства след експериментиране с Kinect на Microsoft. Свързвайки го с компютър, инженерите на компанията успяха да картографират вътрешната среда с Kinect. Бариерата при използването на технологията на Kinect беше, че тя беше свързана с десктоп от висок клас, така че екипът се опита да направи преносимо устройство, което да работи с мобилни устройства с по-ниска мощност. Така те създадоха Structure Sensor, който събра повече от 1 милион долара, превръщайки се в една от най-успешните кампании на Kickstarter досега.

Какво точно представлява структурният сензор?

Това е първият в света 3D сензор за мобилно устройство. Въпреки финализирания хардуер, който вече е в продажба, структурният сензор все още е в процес на разработка. Разработва се нов софтуер, който използва възможностите за 3D сензори на устройството.

Колкото и просто да изглежда хардуерът, технологията е сложна. Ето как го описва Occipital:

„Сензорът за структура използва структурирана светлина за улавяне на данни за дълбочината. Структурираната светлина използва лазерен проектор, за да хвърли прецизен модел от хиляди невидими инфрачервени точки върху обекти и пространства. След това използва съвпадаща с честота инфрачервена камера, за да записва как се променя моделът, като по този начин разбира геометрията на тези обекти и пространства. В резултат на това структурният сензор може да генерира VGA поток с дълбочина при 30 кадъра в секунда, като всеки пиксел представлява точно разстояние до точка от реалния свят.“

Карта на вътрешния сензор на тилната структура

Това е малко техническо, но за потребителите, просто си представете как работи Kinect на Microsoft – как проследява движението ви – и ще получите концепцията. Различното е, че е мобилно (с помощта на iPad) и има собствена батерия.

Occipital не са склонни да го наричат ​​3D скенер, но това е 3D сензор, който може да се използва за целите на 3D сканиране. Първото голямо приложение, което използва структурния сензор, е ItSeez3D, който комбинира данните от сензора и цветовата информация от камерата на iPad, за да създаде реалистични 3D модели. Occipital също изброява картографиране на вътрешното пространство (например събиране на измервания на стая), добавена реалност и виртуална реалност игри и сканиране на тялото (за фитнес или като виртуална съблекалня) като някои от приложенията, които могат да използват сензора технология.

Сканиране на обект със сензор за тилна структура
Сканиране на обект със сензор за тилна структура

За разработчиците това достъпно и достъпно устройство предлага нов начин за създаване на приложения и услуги (представете си компания за видеоигри използвайки го за изобразяване на герои и обекти по-бързо и по-лесно за предстоящото заглавие), но за потребителите все още е твърде ново за маса използване. Ако сте готови да дадете няколкостотин долара за технология за ранно приемане, структурният сензор ще ви позволи да създавате 3D модели на вашите любими обекти или хора и ви позволяват да изпитате началото на потребителското 3D сканиране, което е на начин.

Настройка на сензора

В зависимост от iPad, който имате, Structure Sensor се предлага със съответстваща скоба, която се закрепва отстрани на таблета; ключалката го закрепва добре на място, но е лесно да се освободи, ако не го съхранявате правилно в чанта, например. Близостта на сензора до камерата на iPad позволява на приложенията да вземат информация за цвета, която да се използва с данните за 3D дълбочина, както споменахме с приложението ItSeez3D. Няма бутони, с които да се забърквате; след като скобата е включена, просто свързвате кабела към Lightning порта на iPad и всяко асоциирано приложение ще разпознае сензора.

За потребителите Structure Sensor ще работи само с iPad от четвърто поколение, iPad Air и iPad Mini с Retina. Независимо от скобата, която получавате (пълен размер или мини), ще трябва да направите някои прости „направи си сам“, включващи завинтване на сензора върху скобата с помощта на малки винтове. Ако някога ви се е налагало да работите с малки винтове, тогава знаете колко вбесяващо може да бъде, ако загубите един - внимавайте, когато сглобявате.

Докинг станция за сензор за тилна структура
Сензорен кабел за тилна структура
Сензор за тилна структура заден горен ъгъл

Ако сте разработчик, Occipital ще ви продаде допълнителен USB хакерски кабел, който ви позволява да свържете сензора към всяко поддържано USB устройство, което работи с Android, Windows, Linux и OS X. Разработчиците, като създателите на приложения, могат да създадат поддръжка за таблети с Android, например, като използват налични драйвери с отворен код и спецификации, които им позволяват да отпечатват 3D свои собствени скоби. Докато Structure Sensor първоначално поддържа избрани iPads и Xcode (езика за кодиране, използван от приложенията за iOS), тези с ноу-хау могат да използват отворения комплект за разработка на софтуер, за да накарат сензора да работи с различни от iOS устройства.

Липса на приложения

Както споменахме, има много малко налични приложения, които се възползват от сензора, поне в момента. Тъй като е толкова ново, разработчиците на приложения вероятно все още са заети със създаването на софтуер. Когато закупите Structure Sensor, получавате приложението Structure, сравнително основно приложение за iPad, което ви позволява да измервате разстоянието, да проверявате батерията на сензора и да предавате поточно 3D изглед към компютър през Wi-Fi.

Occipital също има няколко примерни приложения, които ви показват какво е възможно със сензора:

  • Скенер демонстрира как един обект може да бъде сканиран
  • Извличане е игра с добавена реалност и Физика на топката е симулатор с добавена реалност
  • зрител е „визуализатор на необработени данни“

Всички приложения са безплатни, но са много ограничени в своята полезност, освен да показват какво може да направи сензорът.

ItSeez3D е любимото ни приложение, но е включено

Най-разработеното налично приложение сега е ItSeez3D от ItSeez, компания за 3D компютърно зрение. Използвайки данните за дълбочината на сензора и цветовата информация от камерата на iPad, ItSeez3D може да създава 3D модели на обекти и хора, които можете да качвате, публикувате и вграждате в уебсайтове чрез онлайн 3D зрител Sketchfab, или изпратете файловете (PLY и OBJ) по имейл за използване в програми за 3D изобразяване.

Обещаващ инструмент за разработчици и хардкор 3D ентусиасти.

Ние играна за първи път с приложението ItSeez3D без сензора и бяхме изумени от това колко реалистични и детайлни изглеждаха пробните сканирания, така че бяхме въодушевени да опитаме ръката си в нашето собствено 3D сканиране. За съжаление, в началото не успяхме да създадем модели, които да изглеждат толкова добре, колкото пробите. Сканирането на обект изисква да се движите около него; докато го правите, сензорът измерва обекта, за да създаде 3D мрежа, докато при всяка пауза камерата на iPad прави снимка с висока разделителна способност за цветова информация и за наслагване върху 3D модела. Докато се движите на 360 градуса около обект или човек, индикатор в долния ляв ъгъл ви показва напредъка на сканирането; също така ви показва области, в които липсват данни, които можете да преместите обратно на тази позиция, за да сканирате отново. Колкото повече завъртания и сканирания правите, толкова повече информация се улавя и когато достигне 100 процента, можете да спрете и да започнете процеса на изобразяване.

Проблемът е, че процесът звучи по-лесно, отколкото всъщност е. Често сензорът би загубил „равнинни“ данни или не е в състояние да определи точно кое е част от обекта и кое не. При някои от нашите 3D сканирания забелязахме, че части липсват или че е уловило нещо, което не е част от него. 3D сканиране на iMac излезе изкривено, защото имаше много еднообразие и липса на контраст. Процесът на обикаляне на обекта също отнема известно време и никога не знаем кога наистина ще направи снимка, когато направим пауза. Освен това имаше моменти, когато приложението губеше контакт със сензора; просто трябва да свържете отново кабела. Имахме по-голям успех при сканиране на главите на хората: Сензорът и приложението нямаха проблеми с изобразяването на сканиране на колега, въпреки че дори това не беше перфектно.

Лего сканиращ сензор за тилна структура
Сканиращ модел на сензора за тилната структура

За да разберем защо не постигаме желаните резултати, разгледахме някои видеоклипове от ItSeez и проверихме съветите в менюто Помощ, което показва какво трябва да направите, като осветяване и поставяне на вестник под обекта, за да помогнете на сензора да го различи от фона и повърхност. Разбрахме, че всичко е свързано с осветлението и при друг опит постигнахме по-добри резултати. Уверихме се, че обектът е добре осветен от всички страни и поставихме малка кръгла маса, която ни позволяваше да маневрираме по-добре около него. Този път нашите сканирания излязоха по-пълни и подробни, въпреки че някои все още изглеждаха „изключени“ на няколко места. Сканирахме някои плюшени животни от детството и да видите любимите си играчки, увековечени като 3D обект, може да бъде малко сантиментално и страхотно. Сканирането на банка с монети излезе най-добро, въпреки че беше тъмно и едноцветно; осветлението, според нас, помогна много. Разбрахме, че структурният сензор сам по себе си няма да дава перфектни сканирания всеки път и ще ви трябва добра настройка, включваща подходящо осветление. Процесът на 3D сканиране не е еднократна сделка – ще са необходими няколко опита.

След като сканирането приключи, информацията се качва в облачните сървъри на ItSeez. След около 5 минути ви се изпраща обратно 3D модел. Можете да изпратите сканиранията по имейл за по-нататъшно редактиране в софтуер с възможност за 3D, като Maya, AutoCAD или Blender, или да качите в Sketchfab, като нашата банка за котки по-горе. Можете също така да качите OBJ файла в Shapeways, онлайн 3D пазар, който ще ви помогне да превърнете вашите 3D сканирания в действителен 3D модел. В близко бъдеще обаче ItSeez може да вгради в приложението възможността вашите обекти да бъдат отпечатани 3D или друго приложение. Въпреки че е доста ограничено за потребителите, да видите обект или човек, трансформиран в обект от трето измерение (дори и да е лош) е страхотно.

Заключение

Няма съмнение, че 3D сканирането (и отпечатването) става все по-достъпно и достъпно, а устройства като Structure Sensor ще помогнат за въвеждането на това за потребителите и разработчиците. Но структурният сензор също така показва, че този тип 3D сканиране е все още в начален стадий. Не че устройството е лошо или приложенията не работят, но в момента има ограничена употреба за потребителите и все още има неща, които могат да бъдат подобрени. Все пак се забавлявахме да го използваме и е страхотно да видим ежедневни предмети да се превръщат в 3D модели просто с помощта на аксесоар за iPad.

Тъй като Occipital продължава да подобрява продукта и се въвеждат повече приложения (не за споменете други конкурентни продукти и технологии, които са в процес на разработка), може да има някои чисти приложения. Дотогава Structure Sensor е обещаващ инструмент за разработчици и хардкор 3D ентусиасти, но все още е територия на ранно приемане за повечето хора.

Препоръки на редакторите

  • Как да направите 3D снимка от почти всеки смартфон
  • Photoshop за iPad най-накрая има Edge Detection — ето как да го използвате
  • Готов ли е iPad Pro за истинско редактиране на снимки? Зарязах своя MacBook, за да разбера
  • Този ИИ приложението преобразува всяка снимка в 3D, не са необходими двойни лещи
  • Photoshop за iPad получава селекции с едно докосване, прави малка крачка към мощността на работния плот