Senzor okcipitální struktury: 3D skenování pro hlavní proud

click fraud protection

Tisk 3D objektů byl vždy skličující a drahá záležitost, ale začínáme být svědky toho, že 3D tiskárny výrazně klesají. Problém je v tom, že je stále obtížné vytvořit něco pro tisk na 3D tiskárně.

Vstupte strukturním senzorem (380 $), gadget, který změní váš iPad na 3D mapovací a zobrazovací zařízení. Můžete jej použít k měření hloubky místnosti nebo k vytvoření 3D modelu objektu nebo osoby. Zařízení dává cenově dostupnou 3D tvorbu do rukou spotřebitelů i vývojářů. Vyřadí ale toto zařízení dražší 3D skenery z provozu? Ne hned, ale potenciál to má.

Doporučená videa

První pohled na senzor týlní struktury

Nastartováno

Sledovali jsme Structure Sensor od jeho koncepce produkt Kickstartera minulý rok jsme dokonce viděli první demo.

Structure Sensor vám umožní vytvářet 3D modely vašich oblíbených objektů nebo lidí.

Structure Sensor byl vytvořen Okcipitální, společnost se sídlem v Boulderu, Colorado. a San Francisco. I když Occipitální nemusí být běžné jméno, možná jste o něm slyšeli červený laser, jeho aplikaci pro skenování čárových kódů, kterou získal eBay. Společnost také vyrobila
360 Panorama, jedna z prvních mobilních aplikací, která pořizuje panoramatické snímky v reálném čase.

Podle Occipital se společnost rozhodla soustředit počítačové vidění do mobilních zařízení poté, co experimentovala s Microsoft Kinect. Po připojení k počítači byli inženýři společnosti schopni pomocí Kinectu zmapovat vnitřní prostředí. Překážkou při používání technologie Kinectu bylo to, že byl připojen k špičkovému stolnímu počítači, takže se tým snažil vytvořit přenosnou jednotku, která by fungovala s mobilními zařízeními s nižší spotřebou. Vytvořili tedy Structure Sensor, který získal více než 1 milion dolarů a stal se jednou z nejúspěšnějších kampaní na Kickstarteru vůbec.

Co přesně je strukturní senzor?

Jedná se o první 3D senzor na světě pro mobilní zařízení. Navzdory dokončenému hardwaru, který je nyní v prodeji, je Structure Sensor stále ve velké míře ve vývoji. Vyvíjí se nový software, který využívá schopnosti zařízení 3D snímání.

Jak jednoduše hardware vypadá, technologie je komplikovaná. Takto to popisuje Occipital:

„Strukturní senzor využívá strukturované světlo k zachycení hloubkových dat. Strukturované světlo využívá laserový projektor k vytvoření přesného vzoru tisíců neviditelných infračervených bodů na předměty a prostory. Poté pomocí infračervené kamery s přizpůsobenou frekvencí zaznamená, jak se vzor mění, a pochopí tak geometrii těchto objektů a prostorů. Výsledkem je, že Structure Sensor dokáže generovat hloubkový proud VGA rychlostí 30 snímků za sekundu, přičemž každý pixel představuje přesnou vzdálenost k bodu v reálném světě.

Mapa vnitřního senzoru týlní struktury

Je to trochu technické, ale pro spotřebitele si představte, jak funguje Kinect od Microsoftu – jak sleduje váš pohyb – a dostanete koncept. Liší se tím, že je mobilní (s pomocí iPadu) a má vlastní baterii.

Occipital se zdráhá tomu říkat 3D skener, ale je to 3D senzor, který lze použít pro účely 3D skenování. První hlavní aplikací, která využívá Structure Sensor, je ItSeez3D, který kombinuje data ze senzoru a barevné informace z fotoaparátu iPadu a vytváří realistické 3D modely. Okcipitální také uvádí mapování vnitřního prostoru (například shromažďování měření místnosti), rozšířenou realitu a virtuální realitu hry a skenování těla (pro fitness nebo jako virtuální šatna) jako některé z aplikací, které mohou využívat senzor technika.

Snímání objektu senzoru týlní struktury
Snímání objektu senzoru týlní struktury

Pro vývojáře toto cenově dostupné a dostupné zařízení nabízí nový způsob vytváření aplikací a služeb (představte si společnost zabývající se videohrami používat jej k rychlejšímu a snazšímu vykreslování postav a objektů pro nadcházející titul), ale pro spotřebitele je to stále příliš nové pro masy používání. Pokud jste ochotni zaplatit pár set babek za technologii, která se brzy osvojí, strukturní senzor vám umožní vytvořit 3D modely vašich oblíbených předmětů nebo lidí a umožní vám zažít začátky spotřebitelského 3D skenování, které je na cesta.

Nastavení senzoru

V závislosti na iPadu, který máte, je Structure Sensor dodáván s odpovídajícím držákem, který se připevňuje na bok tabletu; západka jej dobře zajišťuje na místě, ale pokud jej například správně neuložíte v tašce, může se snadno uvolnit. Blízkost senzoru ke kameře iPadu umožňuje aplikacím zachytit barevné informace pro použití s ​​3D hloubkovými daty, jak jsme zmínili u aplikace ItSeez3D. Neexistují žádná tlačítka, se kterými by se dalo hrát; jakmile je držák zapnutý, jednoduše připojíte kabel k portu Lightning iPadu a jakákoli přidružená aplikace senzor rozpozná.

Pro spotřebitele bude Structure Sensor fungovat pouze s iPady čtvrté generace, iPad Air a iPad Mini s Retina. Bez ohledu na držák, který dostanete (v plné velikosti nebo mini), budete muset udělat nějaké jednoduché DIY zahrnující přišroubování senzoru na držák pomocí malých šroubů. Pokud jste někdy museli pracovat s malými šrouby, pak víte, jak šílené to může být, když jeden ztratíte – při montáži dávejte pozor.

Dok pro senzor týlní struktury
Kabel snímače týlní struktury
Zadní horní roh senzoru týlní struktury

Pokud jste vývojář, Occipital vám prodá volitelný USB Hacker Cable, který vám umožní připojit senzor k jakémukoli podporovanému USB zařízení se systémem Android, Windows, Linux a OS X. Vývojáři, jako jsou tvůrci aplikací, mohou vytvářet podporu pro tablety Android, například pomocí dostupných ovladačů a specifikací s otevřeným zdrojovým kódem, které jim umožňují 3D tisk vlastních závorek. Zatímco Structure Sensor nativně podporuje vybrané iPady a Xcode (kódovací jazyk používaný aplikacemi pro iOS), ti, kteří mají know-how, mohou použít sadu pro vývoj otevřeného softwaru, aby senzor fungoval i s jiným systémem než iOS zařízení.

Nedostatek aplikací

Jak jsme zmínili, je k dispozici velmi málo aplikací, které využívají senzor, alespoň nyní. Protože je to tak nové, vývojáři aplikací jsou pravděpodobně stále zaneprázdněni tvorbou softwaru. Když si koupíte Structure Sensor, získáte aplikaci Structure, poměrně základní aplikaci pro iPad, která vám umožní měřit vzdálenost, kontrolovat baterii senzoru a streamovat 3D pohled do počítače přes Wi-Fi.

Occipital má také několik ukázkových aplikací, které vám ukáží, co je možné se senzorem:

  • Skener ukazuje, jak lze objekt skenovat
  • Vynést je hra s rozšířenou realitou a Fyzika míče je simulátor rozšířené reality
  • Divák je „vizualizér surových dat“

Všechny aplikace jsou zdarma, ale jejich užitečnost je velmi omezená, kromě toho, že ukazují, co senzor umí.

ItSeez3D je naše oblíbená aplikace, ale je do toho zapojena

Nejrozvinutější dostupnou aplikací je ItSeez3D od ItSeez, společnosti zabývající se 3D počítačovým viděním. Pomocí údajů o hloubce senzoru a informací o barvách z fotoaparátu iPadu dokáže ItSeez3D vytvořit 3D modely objektů a lidí, které můžete nahrávat, publikovat a vkládat na webové stránky prostřednictvím online 3D divák Sketchfabnebo e-mailem soubory (PLY a OBJ) pro použití ve 3D renderovacích programech.

Slibný nástroj pro vývojáře a hardcore 3D nadšence.

My poprvé hrál s aplikací ItSeez3D bez senzoru a byli jsme ohromeni tím, jak realisticky a podrobně vypadaly ukázkové skeny, takže jsme byli nadšeni vyzkoušet si vlastní 3D skenování. Bohužel jsme zpočátku nebyli schopni vytvořit modely, které by vypadaly tak dobře jako vzorky. Skenování objektu vyžaduje, abyste se kolem něj pohybovali; jak to děláte, senzor měří objekt, aby vytvořil 3D síť, zatímco s každou pauzou fotoaparát iPadu pořídí fotografii ve vysokém rozlišení pro barevné informace a pro překrytí 3D modelu. Když se pohybujete kolem objektu nebo osoby o 360 stupňů, indikátor v levém dolním rohu vám ukazuje průběh skenování; také vám ukáže oblasti, kde chybí data, které můžete přesunout zpět do této pozice a znovu je naskenovat. Čím více otočení a skenování provedete, tím více informací se zachytí, a když dosáhne 100 procent, můžete proces vykreslování zastavit a zahájit.

Problém je v tom, že proces zní snadněji, než ve skutečnosti je. Senzor by často ztratil „rovinná“ data nebo nebyl schopen přesně určit, co je součástí objektu a co ne. V některých našich 3D skenech jsme si všimli, že některé části chybí nebo že zachycují něco, co není jeho součástí. 3D sken iMacu vyšel zkomolený, protože tam bylo tolik uniformity a nedostatku kontrastu. Proces kroužení objektu také chvíli trvá a nikdy nevíme, kdy skutečně pořídí fotografii, když se zastavíme. Navíc byly chvíle, kdy aplikace ztratila kontakt se senzorem; stačí znovu připojit kabel. Měli jsme větší úspěch při skenování hlav lidí: Senzor a aplikace neměly problémy s vykreslením skenu spolupracovníka, i když ani to nebylo dokonalé.

Snímač týlní struktury snímající lego
Týlní struktura Snímací model senzoru

Abychom zjistili, proč jsme nedosahovali žádoucích výsledků, podívali jsme se na některá videa z ItSeez a zkontrolovali tipy v nabídce Nápověda, která zobrazuje co potřebujete udělat, například nasvítit a položit noviny pod objekt, abyste jej pomohli senzoru vybrat z pozadí a povrch. Uvědomili jsme si, že je to všechno o osvětlení a při dalším pokusu jsme měli lepší výsledky. Ujistili jsme se, že objekt je dobře osvětlený ze všech stran, a postavili jsme malý kulatý stůl, který nám umožnil kolem něj lépe manévrovat. Tentokrát naše skeny vyšly úplnější a podrobnější, i když některé z nich na několika místech stále vypadaly „odděleně“. Naskenovali jsme některá vycpaná zvířata z dětství a vidět vaše oblíbené hračky zvěčněné jako 3D objekt může být trochu sentimentální a úžasné. Nejlépe vyšel sken banky mincí, přestože byl tmavý a jednobarevný; osvětlení, myslíme, velmi pomohlo. Uvědomili jsme si, že samotný Structure Sensor neposkytuje pokaždé dokonalé skenování a budete potřebovat dobré nastavení zahrnující správné osvětlení. Proces 3D skenování není jednorázová záležitost – bude vyžadovat několik pokusů.

Po dokončení skenování se informace nahrají na cloudové servery ItSeez. Přibližně po 5 minutách vám bude zaslán 3D model. Skeny můžete poslat e-mailem pro další úpravy v 3D softwaru, jako je Maya, AutoCAD nebo Blender, nebo nahrát do Sketchfabu, jako je naše kočičí banka výše. Soubor OBJ můžete také nahrát na Shapeways, online 3D tržiště, které vám pomůže přeměnit vaše 3D skeny na skutečný 3D model. V blízké budoucnosti však může ItSeez do aplikace zabudovat možnost nechat si své objekty vytisknout 3D nebo v jiné aplikaci. I když je to pro spotřebitele poměrně omezené, vidět objekt nebo osobu přeměněnou na trojrozměrný objekt (i když je špatný) je skvělé.

Závěr

Není pochyb o tom, že 3D skenování (a tisk) je stále dostupnější a dostupnější a zařízení jako Structure Sensor to pomohou spotřebitelům a vývojářům přinést. Ale Structure Sensor také ukazuje, že tento typ 3D skenování je stále v plenkách. Není to tak, že by zařízení bylo špatné nebo aplikace nefungovaly, ale spotřebitelé ho v současnosti využívají jen omezeně a stále existují věci, které lze zlepšit. Přesto jsme se s jeho používáním bavili a je úžasné vidět, jak se každodenní předměty mění na 3D modely jednoduše pomocí příslušenství iPad.

Jak Occipital pokračuje ve vylepšování produktu a postupně se zavádějí další aplikace (ne do zmínit další konkurenční produkty a technologie, na kterých se pracuje), tam by mohly být nějaké úhledné aplikací. Do té doby je Structure Sensor slibným nástrojem pro vývojáře a hardcore 3D nadšence, ale pro většinu lidí je stále teritoriem, který si brzy osvojí.

Doporučení redakce

  • Jak pořídit 3D fotografii z téměř jakéhokoli smartphonu
  • Photoshop pro iPad má konečně funkci Edge Detection – zde je návod, jak ji používat
  • Je iPad Pro připraven na skutečné úpravy fotografií? Zahodil jsem svůj MacBook, abych to zjistil
  • Tento A.I. aplikace převede libovolnou fotografii do 3D, nejsou potřeba žádné duální čočky
  • Photoshop pro iPad získává výběry jediným klepnutím, dělá malý krok směrem k výkonu stolního počítače