Capteur de structure occipitale: numérisation 3D pour le grand public

L’impression d’objets 3D a toujours semblé une affaire ardue et coûteuse, mais nous commençons à voir le prix des imprimantes 3D baisser considérablement. Le problème est qu’il est encore difficile de créer quelque chose à imprimer sur une imprimante 3D.

Entrer le capteur de structure (380 $), un gadget qui transforme votre iPad en un appareil de cartographie et d'imagerie 3D. Vous pouvez l'utiliser pour mesurer la profondeur d'une pièce ou créer un modèle 3D d'un objet ou d'une personne. L'appareil met la création 3D à un prix abordable entre les mains des consommateurs et des développeurs. Mais cet appareil mettra-t-il hors service les scanners 3D plus chers? Pas tout de suite, mais il y a du potentiel.

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Vidéo de premier aperçu du capteur de structure occipitale

Démarré

Nous suivons le Structure Sensor depuis sa conception en tant que un produit Kickstarter, et nous avons même vu une première démo l'année dernière.

Le capteur de structure vous permettra de créer des modèles 3D de vos objets ou personnes préférés.

Le capteur de structure a été créé par Occipital, une société basée à Boulder, Colorado. et San Francisco. Bien qu'Occipital ne soit peut-être pas un nom familier, vous en avez peut-être entendu parler. Laser Rouge, son application de lecture de codes-barres acquise par eBay. L'entreprise a également fait Panorama 360°, l'une des premières applications mobiles à capturer des images panoramiques en temps réel.

Selon Occipital, l’entreprise a décidé de concentrer la vision par ordinateur sur les appareils mobiles après avoir expérimenté le Kinect de Microsoft. En le connectant à un PC, les ingénieurs de l’entreprise ont pu cartographier les environnements intérieurs avec le Kinect. L’obstacle à l’utilisation de la technologie Kinect était qu’elle était connectée à un ordinateur de bureau haut de gamme. L’équipe a donc cherché à créer une unité portable fonctionnant avec des appareils mobiles à faible consommation. Ils ont donc créé Structure Sensor, qui a permis de récolter plus d'un million de dollars, devenant ainsi l'une des campagnes Kickstarter les plus réussies de tous les temps.

Qu’est-ce que le capteur de structure exactement ?

Il s’agit du premier capteur 3D au monde pour appareil mobile. Malgré le matériel finalisé actuellement en vente, le capteur de structure est encore un travail en cours. Un nouveau logiciel est en cours de développement qui utilise les capacités de détection 3D de l’appareil.

Aussi simple que le matériel puisse paraître, la technologie est compliquée. Voici comment Occipital le décrit :

« Le capteur de structure utilise une lumière structurée pour capturer des données de profondeur. La lumière structurée utilise un projecteur laser pour projeter un motif précis de milliers de points infrarouges invisibles sur les objets et les espaces. Il utilise ensuite une caméra infrarouge adaptée à la fréquence pour enregistrer l’évolution du motif, comprenant ainsi la géométrie de ces objets et espaces. En conséquence, le capteur de structure peut générer un flux de profondeur VGA à 30 images par seconde, chaque pixel représentant une distance exacte par rapport à un point du monde réel.

Carte intérieure du capteur de structure occipitale

C’est un peu technique, mais pour les consommateurs, imaginez simplement comment fonctionne le Kinect de Microsoft – comment il suit vos mouvements – et vous comprenez le concept. La différence est qu’il est mobile (avec l’aide d’un iPad) et qu’il possède sa propre batterie.

Occipital hésite à l’appeler un scanner 3D, mais il s’agit d’un capteur 3D qui peut être utilisé à des fins de numérisation 3D. La première application majeure à utiliser le capteur de structure est IlSeez3D, qui combine les données du capteur et les informations de couleur de l’appareil photo de l’iPad pour créer des modèles 3D réalistes. Occipital répertorie également la cartographie de l'espace intérieur (recueil des mesures d'une pièce par exemple), la réalité augmentée et la réalité virtuelle. les jeux et la numérisation corporelle (pour le fitness ou comme vestiaire virtuel) comme certaines des applications pouvant utiliser le capteur technologie.

Analyse d'objet du capteur de structure occipitale
Analyse d'objet du capteur de structure occipitale

Pour les développeurs, cet appareil abordable et accessible offre une nouvelle façon de créer des applications et des services (imaginez une société de jeux vidéo l'utiliser pour rendre les personnages et les objets plus rapidement et plus facilement pour le titre à venir), mais pour les consommateurs, c'est encore trop nouveau pour être diffusé en masse. usage. Si vous êtes prêt à débourser quelques centaines de dollars pour une technologie innovante, le capteur de structure vous permettra de créer de la 3D. modèles de vos objets ou personnes préférés, et vous permettent de découvrir les débuts de la numérisation 3D grand public sur le marché. chemin.

Mise en place du capteur

Selon l'iPad que vous possédez, le Structure Sensor est livré avec un support correspondant qui se clipse sur le côté de la tablette; un loquet le maintient bien en place, mais il est facile de le défaire si vous ne le rangez pas correctement dans un sac, par exemple. La proximité du capteur avec la caméra de l'iPad permet aux applications de récupérer des informations de couleur à utiliser avec les données de profondeur 3D, comme nous l'avons mentionné avec l'application ItSeez3D. Il n’y a pas de boutons avec lesquels jouer; une fois le support en place, il vous suffit de connecter le câble au port Lightning de l'iPad et toute application associée reconnaîtra le capteur.

Pour les consommateurs, le Structure Sensor ne fonctionnera qu’avec l’iPad, l’iPad Air et l’iPad Mini de quatrième génération avec Retina. Quel que soit le support que vous obtenez (pleine taille ou mini), vous devrez effectuer un bricolage simple consistant à visser le capteur sur le support à l'aide de petites vis. Si vous avez déjà dû travailler avec de petites vis, vous savez à quel point cela peut être exaspérant si vous en perdez une: faites attention lors de l'assemblage.

Station d'accueil pour capteurs de structure occipitale
Câble du capteur de structure occipitale
Coin supérieur arrière du capteur de structure occipitale

Si vous êtes un développeur, Occipital vous vendra un câble USB Hacker en option qui vous permet de connecter le capteur à tout périphérique USB pris en charge exécutant Android, Windows, Linux et OS X. Les développeurs, tels que les créateurs d'applications, peuvent prendre en charge les tablettes Android, par exemple, en utilisant les pilotes et les spécifications open source disponibles qui leur permettent d'imprimer en 3D leurs propres supports. Bien que Structure Sensor prenne en charge nativement certains iPad et Xcode (le langage de codage utilisé par les applications iOS), ceux qui possèdent le savoir-faire peuvent utiliser le kit de développement logiciel ouvert pour faire fonctionner le capteur avec des systèmes non iOS. dispositifs.

Un manque d'applications

Comme nous l'avons mentionné, il existe très peu d'applications disponibles qui tirent parti du capteur, du moins pour le moment. Parce que c’est si nouveau, les développeurs d’applications sont probablement encore occupés à créer des logiciels. Lorsque vous achetez le Structure Sensor, vous obtenez l'application Structure, une application iPad assez basique qui vous permet de mesurer la distance, de vérifier la batterie du capteur et de diffuser une vue 3D sur un ordinateur via Wi-Fi.

Occipital propose également quelques exemples d'applications qui vous montrent ce qui est possible avec le capteur :

  • Scanner montre comment un objet peut être numérisé
  • Aller chercher est un jeu de réalité augmentée et Physique du ballon est un simulateur de réalité augmentée
  • Téléspectateur est un « visualiseur de données brutes »

Les applications sont toutes gratuites, mais leur utilité est très limitée, à part montrer ce que le capteur peut faire.

ItSeez3D est notre application préférée, mais elle est impliquée

L'application la plus développée disponible actuellement est ItSeez3D d'ItSeez, une société de vision par ordinateur 3D. En utilisant les données de profondeur du capteur et les informations de couleur de l'appareil photo de l'iPad, ItSeez3D peut créer des images 3D. des modèles d'objets et de personnes que vous pouvez télécharger, publier et intégrer sur des sites Web via la 3D en ligne téléspectateur Fabrique de croquis, ou envoyez les fichiers par courrier électronique (PLY et OBJ) pour les utiliser dans les programmes de rendu 3D.

Un outil prometteur pour les développeurs et les passionnés de 3D.

Nous joué pour la première fois avec l'application ItSeez3D sans le capteur, et avons été étonnés par le réalisme et le détail des analyses d'échantillons. Nous avons donc été ravis de nous essayer à notre propre numérisation 3D. Malheureusement, au début, nous n’avons pas pu créer des modèles aussi beaux que les échantillons. Scanner un objet nécessite de le contourner; Ce faisant, le capteur mesure l'objet pour créer un maillage 3D, tandis qu'à chaque pause, l'appareil photo de l'iPad prend une photo haute résolution pour obtenir des informations sur les couleurs et la superposer au modèle 3D. Lorsque vous vous déplacez à 360 degrés autour d'un objet ou d'une personne, un indicateur en bas à gauche vous indique la progression des scans; il vous montre également les zones où les données manquent, que vous pouvez revenir à cette position pour réanalyser. Plus vous effectuez de rotations et d'analyses, plus d'informations sont capturées et lorsqu'elles atteignent 100 %, vous pouvez arrêter et démarrer le processus de rendu.

Le problème est que le processus semble plus simple qu’il ne l’est en réalité. Souvent, le capteur perd les données « avion » ou n'est pas en mesure de déterminer avec précision ce qui fait partie de l'objet et ce qui n'en fait pas partie. Dans certains de nos scans 3D, nous avons remarqué que des parties manquaient ou que quelque chose qui n’en faisait pas partie était capturé. Un scan 3D d'un iMac est sorti tronqué en raison de l'uniformité et du manque de contraste. Le processus de contournement des objets prend également un certain temps, et nous ne savons jamais quand il prendra réellement une photo lorsque nous faisons une pause. De plus, il y avait des moments où l'application perdait le contact avec le capteur; il vous suffit de reconnecter le câble. Nous avons eu plus de succès en scannant la tête des gens: le capteur et l’application n’ont eu aucun problème à numériser un collègue, même si même cela n’était pas parfait.

Capteur de structure occipitale scannant lego
Modèle de numérisation du capteur de structure occipitale

Pour comprendre pourquoi nous n'obtenons pas les résultats souhaités, nous avons regardé quelques vidéos d'ItSeez et vérifié les conseils dans le menu Aide qui montre vous ce que vous devez faire, comme éclairer et placer un journal sous l'objet pour aider le capteur à le distinguer de l'arrière-plan et surface. Nous avons réalisé que tout était une question d’éclairage et, lors d’une autre tentative, nous avons obtenu de meilleurs résultats. Nous nous sommes assurés qu'un objet était bien éclairé de tous les côtés et nous avons installé une petite table ronde qui nous permettait de mieux manœuvrer autour de lui. Cette fois, nos analyses se sont révélées plus complètes et détaillées, même si certaines semblaient encore « erronées » à certains endroits. Nous avons scanné des animaux en peluche de l'enfance, et voir vos jouets préférés immortalisés sous forme d'objet 3D peut être un peu sentimental et génial. Le meilleur résultat est celui d'une banque de pièces numérisée, bien qu'elle soit sombre et unicolore; Nous pensons que l’éclairage a grandement aidé. Nous avons réalisé que le capteur de structure à lui seul ne donnera pas des analyses parfaites à chaque fois et que vous aurez besoin d’une bonne configuration impliquant un éclairage approprié. Le processus de numérisation 3D n’est pas une affaire unique: il nécessitera plusieurs tentatives.

Une fois l’analyse terminée, les informations sont téléchargées sur les serveurs cloud d’ItSeez. Au bout d'environ 5 minutes, un modèle 3D vous est renvoyé. Vous pouvez envoyer les numérisations par courrier électronique pour une modification ultérieure dans un logiciel compatible 3D comme Maya, AutoCAD ou Blender, ou les télécharger sur Sketchfab, comme notre banque de chats ci-dessus. Vous pouvez également télécharger le fichier OBJ sur Shapeways, un marché 3D en ligne qui vous aidera à transformer vos numérisations 3D en un véritable modèle 3D. Dans un avenir proche, cependant, ItSeez pourrait intégrer à l'application la possibilité d'imprimer vos objets en 3D ou une autre application. Même si c’est assez limité pour les consommateurs, voir un objet ou une personne transformée en objet tridimensionnel (même s’il est mauvais) est cool.

Conclusion

Il ne fait aucun doute que la numérisation (et l’impression) 3D devient de plus en plus abordable et accessible, et des appareils comme le Structure Sensor vont contribuer à y parvenir pour les consommateurs et les développeurs. Mais le Structure Sensor montre également que ce type de numérisation 3D en est encore à ses balbutiements. Ce n’est pas que l’appareil soit mauvais ou que les applications ne fonctionnent pas, mais pour le moment, l’utilisation par les consommateurs est limitée et il y a encore des choses qui peuvent être améliorées. Cependant, nous avons quand même eu du plaisir à l’utiliser, et c’est génial de voir des objets du quotidien transformés en modèles 3D simplement en utilisant un accessoire iPad.

Au fur et à mesure qu'Occipital continue d'améliorer le produit et que de plus en plus d'applications sont introduites ultérieurement (pour ne pas dire mentionner d'autres produits et technologies concurrents en cours de développement), il pourrait y avoir des idées intéressantes applications. Jusque-là, le Structure Sensor est un outil prometteur pour les développeurs et les passionnés de 3D, mais il reste un territoire de pionnier pour la plupart des gens.

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