კეფის სტრუქტურის სენსორი: 3D სკანირება მეინსტრიმისთვის

3D ობიექტების ბეჭდვა ყოველთვის საშინელ და ძვირადღირებულ საქმედ ითვლებოდა, მაგრამ ჩვენ ვიწყებთ იმის ხილვას, რომ 3D პრინტერების ფასი მნიშვნელოვნად შემცირდება. პრობლემა ის არის, რომ ჯერ კიდევ რთულია 3D პრინტერზე დასაბეჭდი ნივთის შექმნა.

შედი სტრუქტურის სენსორი (380$), გაჯეტი, რომელიც თქვენს iPad-ს აქცევს 3D რუკების და გამოსახულების მოწყობილობად. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი ოთახის სიღრმის გასაზომად ან ობიექტის ან ადამიანის 3D მოდელის შესაქმნელად. მოწყობილობა ხელმისაწვდომ 3D შექმნას აწვდის როგორც მომხმარებლებს, ასევე დეველოპერებს. მაგრამ ეს მოწყობილობა უფრო ძვირადღირებულ 3D სკანერებს გამოტოვებს? მაშინვე არა, მაგრამ მას აქვს პოტენციალი.

კეფის სტრუქტურის სენსორის პირველი ნახვა ვიდეო

დაიწყო

ჩვენ მივყვებით სტრუქტურის სენსორს მისი კონცეფციის დღიდან Kickstarter-ის პროდუქტიდა შარშან ვნახეთ ადრეული დემო ვერსია.

სტრუქტურის სენსორი შეიქმნა კეფის, კომპანია, რომელიც დაფუძნებულია ბოულდერში, კოლოში. და სან ფრანცისკო. მიუხედავად იმისა, რომ კეფის სახელი შეიძლება არ იყოს საყოფაცხოვრებო სახელი, თქვენ შეიძლება გსმენიათ ამის შესახებ წითელი ლაზერი, მისი შტრიხკოდების სკანირების აპლიკაცია, რომელიც შეიძინა eBay-მ. კომპანიამ ასევე გააკეთა 360 პანორამა, ერთ-ერთი პირველი მობილური აპლიკაცია, რომელიც რეალურ დროში გადაიღო პანორამული სურათები.

Occipital-ის ცნობით, კომპანიამ გადაწყვიტა კომპიუტერული ხედვის კონცენტრირება მობილურ მოწყობილობებზე მას შემდეგ, რაც ექსპერიმენტი ჩაატარა Microsoft-ის Kinect-თან. კომპიუტერთან დაკავშირებით, კომპანიის ინჟინრებმა შეძლეს შიდა გარემოს რუკა Kinect-ით. Kinect-ის ტექნოლოგიის გამოყენებისას ბარიერი იყო ის, რომ იგი მიბმული იყო მაღალი დონის სამუშაო მაგიდაზე, ამიტომ გუნდი ცდილობდა შეექმნა პორტატული ერთეული, რომელიც მუშაობდა დაბალი სიმძლავრის მობილურ მოწყობილობებთან. ასე რომ, მათ შექმნეს Structure Sensor, რომელმაც შეაგროვა 1 მილიონ დოლარზე მეტი და გახდა ერთ-ერთი ყველაზე წარმატებული Kickstarter კამპანია ოდესმე.

რა არის სტრუქტურის სენსორი, კონკრეტულად?

ეს არის მსოფლიოში პირველი 3D სენსორი მობილური მოწყობილობისთვის. მიუხედავად დასრულებული ტექნიკისა, რომელიც ახლა იყიდება, სტრუქტურის სენსორი ჯერ კიდევ ძალიან დამუშავების პროცესშია. მუშავდება ახალი პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც იყენებს მოწყობილობის 3D სენსორულ შესაძლებლობებს.

როგორც მარტივი ჩანს აპარატურა, ტექნოლოგია რთულია. აი, როგორ აღწერს მას ოქსიპიტალი:

„სტრუქტურის სენსორი იყენებს სტრუქტურირებულ შუქს სიღრმის მონაცემების გადასაღებად. სტრუქტურირებული შუქი იყენებს ლაზერულ პროექტორს ათასობით უხილავი ინფრაწითელი წერტილის ზუსტი ნიმუშის გადასაცემად ობიექტებსა და სივრცეებზე. შემდეგ ის იყენებს სიხშირის შესაბამის ინფრაწითელ კამერას, რათა ჩაწეროს, თუ როგორ იცვლება ნიმუში, რითაც გაიგებს ამ ობიექტებისა და სივრცეების გეომეტრიას. შედეგად, სტრუქტურის სენსორს შეუძლია შექმნას VGA სიღრმის ნაკადი 30 კადრი წამში, თითოეული პიქსელი წარმოადგენს ზუსტ მანძილს რეალურ სამყარომდე.

ეს ცოტა ტექნიკურია, მაგრამ მომხმარებლებისთვის, წარმოიდგინეთ, როგორ მუშაობს Microsoft-ის Kinect - როგორ აკონტროლებს თქვენს მოძრაობას - და თქვენ მიიღებთ კონცეფციას. რით განსხვავდება ის, რომ ის მობილურია (იპადის დახმარებით) და აქვს საკუთარი ბატარეა.

Occipital არ სურს მას 3D სკანერი უწოდოს, მაგრამ ეს არის 3D სენსორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას 3D სკანირების მიზნებისთვის. პირველი ძირითადი აპლიკაცია, რომელიც იყენებს სტრუქტურის სენსორს ItSeez3D, რომელიც აერთიანებს სენსორის მონაცემებს და iPad-ის კამერის ფერთა ინფორმაციას რეალისტური 3D მოდელების შესაქმნელად. Occipital ასევე ჩამოთვლის შიდა სივრცის რუკებს (მაგალითად, ოთახის გაზომვების შეგროვება), გაძლიერებულ რეალობას და ვირტუალურ რეალობას. თამაშები და სხეულის სკანირება (ფიტნესისთვის ან როგორც ვირტუალური გასახდელი ოთახი), როგორც ზოგიერთი აპლიკაცია, რომელსაც შეუძლია სენსორის გამოყენება ტექნოლოგია.

დეველოპერებისთვის ეს ხელმისაწვდომი და ხელმისაწვდომი მოწყობილობა გთავაზობთ ახალ გზას აპებისა და სერვისების შესაქმნელად (წარმოიდგინეთ ვიდეო თამაშების კომპანია მისი გამოყენება პერსონაჟებისა და ობიექტების უფრო სწრაფად და მარტივად გადასატანად მომავალი სათაურისთვის), მაგრამ მომხმარებლებისთვის ის მაინც ძალიან ახალია მასისთვის. გამოყენება. თუ გსურთ დახარჯოთ რამდენიმე ასეული დოლარი ადრეული ადაპტაციის ტექნოლოგიისთვის, სტრუქტურის სენსორი საშუალებას მოგცემთ შექმნათ 3D შექმენით თქვენი საყვარელი ობიექტების ან ადამიანების მოდელები და საშუალებას მოგცემთ განიცადოთ სამომხმარებლო 3D სკანირების დასაწყისი, რომელიც არის გზა.

სენსორის დაყენება

თქვენი iPad-ის მიხედვით, სტრუქტურის სენსორს მოყვება შესაბამისი სამაგრი, რომელიც იჭერს ტაბლეტის მხარეს; ჩამკეტი კარგად ამაგრებს მას ადგილზე, მაგრამ ადვილია მისი ამოღება, თუ სწორად არ ინახავთ მას, მაგალითად, ჩანთაში. სენსორის სიახლოვე iPad-ის კამერასთან საშუალებას აძლევს აპებს აითვისონ ფერადი ინფორმაცია, რათა გამოიყენონ 3D სიღრმის მონაცემებით, როგორც აღვნიშნეთ ItSeez3D აპთან. არ არსებობს ღილაკები, რომელთანაც დასაბნევია; როგორც კი ფრჩხილი ჩართულია, თქვენ უბრალოდ დააკავშირებთ კაბელს iPad-ის Lightning პორტს და ნებისმიერი ასოცირებული აპლიკაცია ამოიცნობს სენსორს.

მომხმარებლებისთვის, სტრუქტურის სენსორი იმუშავებს მხოლოდ მეოთხე თაობის iPad-თან, iPad Air-თან და iPad Mini-თან ერთად Retina. მიუხედავად იმისა, თუ რა სამაგრი გაქვთ (სრული ზომის თუ მინი), თქვენ უნდა გააკეთოთ მარტივი წვრილმანი, რომელიც მოიცავს სენსორის სამაგრზე დაჭერას პატარა ხრახნების გამოყენებით. თუ ოდესმე მოგიხდათ პატარა ხრახნებით მუშაობა, მაშინ იცით, რა სიგიჟეა, თუ ერთი დაკარგეთ - იზრუნეთ აწყობისას.

თუ დეველოპერი ხართ, Occipital მოგყიდით არჩევით USB ჰაკერ კაბელს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაუკავშიროთ სენსორი ნებისმიერ მხარდაჭერილ USB მოწყობილობას, რომელიც მუშაობს Android, Windows, Linux და OS X. დეველოპერებს, როგორიცაა აპლიკაციების შემქმნელებს, შეუძლიათ შექმნან მხარდაჭერა Android ტაბლეტებისთვის, მაგალითად, ხელმისაწვდომი ღია კოდის დრაივერებისა და სპეციფიკაციების გამოყენებით, რაც მათ საშუალებას აძლევს 3D დაბეჭდონ საკუთარი ფრჩხილები. მიუხედავად იმისა, რომ სტრუქტურის სენსორი მხარს უჭერს შერჩეულ iPad-ებსა და Xcode-ს (კოდირების ენას, რომელსაც იყენებს iOS აპლიკაციები), მათ, ვისაც აქვთ ცოდნა, შეუძლიათ გამოიყენონ ღია პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარების ნაკრები, რათა სენსორმა იმუშაოს არა-iOS-თან მოწყობილობები.

აპლიკაციების ნაკლებობა

როგორც აღვნიშნეთ, ძალიან ცოტა აპია ხელმისაწვდომი, რომელიც იყენებს სენსორს, ყოველ შემთხვევაში ახლა. იმის გამო, რომ ეს ძალიან ახალია, აპლიკაციების შემქმნელები ალბათ ჯერ კიდევ პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნით არიან დაკავებულნი. როდესაც ყიდულობთ Structure Sensor-ს, თქვენ მიიღებთ Structure აპს, საკმაოდ საბაზისო iPad აპს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ მანძილი, შეამოწმოთ სენსორის ბატარეა და გადაიტანოთ 3D ხედი კომპიუტერზე Wi-Fi-ით.

Occipital-ს ასევე აქვს რამდენიმე ნიმუშის აპლიკაცია, რომელიც გაჩვენებთ რა არის შესაძლებელი სენსორით:

• სკანერი აჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება ობიექტის სკანირება
• მოტანა არის გაძლიერებული რეალობის თამაში და ბურთის ფიზიკა არის გაძლიერებული რეალობის სიმულატორი
• მაყურებელი არის "ნედლეული მონაცემთა ვიზუალიზატორი"

აპლიკაციები ყველა უფასოა, მაგრამ ისინი ძალიან შეზღუდულია მათი სარგებლიანობით, გარდა იმისა, რომ აჩვენებს, თუ რა შეუძლია სენსორს.

ItSeez3D ჩვენი საყვარელი აპლიკაციაა, მაგრამ ის ჩართულია

ყველაზე განვითარებული აპლიკაცია, რომელიც ახლა ხელმისაწვდომია არის ItSeez3D, 3D კომპიუტერული ხედვის კომპანიისგან. სენსორის სიღრმის მონაცემებისა და ფერის ინფორმაციის გამოყენებით iPad-ის კამერიდან, ItSeez3D-ს შეუძლია შექმნას 3D ობიექტებისა და ადამიანების მოდელები, რომლებიც შეგიძლიათ ატვირთოთ, გამოაქვეყნოთ და ჩასვათ ვებსაიტებზე ონლაინ 3D საშუალებით მაყურებელი Sketchfab, ან ელფოსტით გაგზავნეთ ფაილები (PLY და OBJ) 3D რენდერის პროგრამებში გამოსაყენებლად.

ჩვენ პირველად ითამაშა ItSeez3D აპლიკაციით სენსორის გარეშე და გაოცებულები ვიყავით იმით, თუ რამდენად რეალისტური და დეტალური ჩანდა ნიმუშის სკანირება, ამიტომ ჩვენ მზად ვიყავით საკუთარი ძალების 3D სკანირებაში ვცადოთ. სამწუხაროდ, თავდაპირველად, ჩვენ ვერ შევძელით ისეთი მოდელების შექმნა, როგორც ნიმუშები. ობიექტის სკანირება მოითხოვს მის გარშემო მოძრაობას; როგორც თქვენ აკეთებთ, სენსორი ზომავს ობიექტს 3D ბადის შესაქმნელად, ხოლო ყოველი პაუზის დროს iPad-ის კამერა იღებს მაღალი რეზოლუციის ფოტოს ფერადი ინფორმაციისთვის და 3D მოდელის თავზე გადაფარვის მიზნით. ობიექტის ან ადამიანის გარშემო 360 გრადუსით გადაადგილებისას, ქვედა მარცხენა ინდიკატორი გიჩვენებთ სკანირების პროგრესს; ის ასევე გიჩვენებთ უბნებს, სადაც მონაცემები აკლია, რომელთა გადატანა შეგიძლიათ ამ პოზიციაზე ხელახლა სკანირებისთვის. რაც უფრო მეტ ბრუნვასა და სკანირებას აკეთებთ, მით მეტი ინფორმაციაა აღებული და როდესაც ის 100 პროცენტს მიაღწევს, შეგიძლიათ შეაჩეროთ და დაიწყოთ რენდერის პროცესი.

პრობლემა ის არის, რომ პროცესი უფრო მარტივად ჟღერს, როგორც სინამდვილეშია. ხშირად სენსორი კარგავს „თვითმფრინავის“ მონაცემებს, ან ვერ ახერხებს ზუსტად განსაზღვროს რა არის ობიექტის ნაწილი და რა არა. ზოგიერთი ჩვენი 3D სკანირებისას ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ ნაწილები აკლია ან რომ მან გადაიღო რაღაც, რაც არ არის მისი ნაწილი. iMac-ის 3D სკანირება გაუგებარი გამოვიდა, რადგან იყო ამდენი ერთგვაროვნება და კონტრასტის ნაკლებობა. ობიექტის შემობრუნების პროცესს ასევე გარკვეული დრო სჭირდება და ჩვენ არასდროს ვიცით, როდის გადაიღებს ის რეალურად ფოტოს პაუზის დროს. გარდა ამისა, იყო შემთხვევები, როდესაც აპლიკაცია კარგავდა კონტაქტს სენსორთან; თქვენ უბრალოდ უნდა დააკავშიროთ კაბელი. ჩვენ გვქონდა უკეთესი წარმატებები ხალხის თავების სკანირებისას: სენსორსა და აპს არ ჰქონდა პრობლემები თანამშრომლის სკანირებისას, თუმცა ესეც არ იყო სრულყოფილი.

იმის გასარკვევად, თუ რატომ ვერ მივაღწიეთ სასურველ შედეგებს, გადავხედეთ ItSeez-ის რამდენიმე ვიდეოს და გადავამოწმეთ რჩევები დახმარების მენიუში, რომელიც აჩვენებს თქვენ რა უნდა გააკეთოთ, მაგალითად, განათება და გაზეთის დადება ობიექტის ქვეშ, რათა დაეხმაროთ სენსორს ამოირჩიოს ის ფონიდან და ზედაპირი. ჩვენ მივხვდით, რომ ეს ყველაფერი განათებაა და კიდევ ერთი მცდელობით, უკეთესი შედეგი გვქონდა. ჩვენ დავრწმუნდით, რომ ობიექტი ყველა მხრიდან კარგად იყო განათებული და მოვაწყეთ პატარა მრგვალი მაგიდა, რომელიც მის გარშემო უკეთ მანევრირების საშუალებას გვაძლევდა. ამჯერად, ჩვენი სკანირება უფრო სრულყოფილი და დეტალური გამოვიდა, თუმცა რამდენიმე მაინც "გამორთული" ჩანდა რამდენიმე ადგილას. ჩვენ ბავშვობიდან გადავხედეთ რამდენიმე ფიტულს და თქვენი საყვარელი სათამაშოების უკვდავყოფა 3D ობიექტის სახით შეიძლება ცოტა სენტიმენტალური და გასაოცარი იყოს. მონეტების ბანკის სკანირება საუკეთესოდ გამოვიდა, მიუხედავად იმისა, რომ მუქი და ერთფეროვანი იყო; განათება, ვფიქრობთ, დიდად დაეხმარა. ჩვენ მივხვდით, რომ მხოლოდ სტრუქტურის სენსორი არ იძლევა ყოველ ჯერზე სრულყოფილ სკანირებას და თქვენ დაგჭირდებათ კარგი დაყენება სათანადო განათებით. 3D სკანირების პროცესი არ არის ერთჯერადი გარიგება - ის მოითხოვს რამდენიმე მცდელობას.

სკანირების დასრულების შემდეგ, ინფორმაცია აიტვირთება ItSeez-ის ღრუბლოვან სერვერებზე. დაახლოებით 5 წუთის შემდეგ, 3D მოდელი გიგზავნით უკან. თქვენ შეგიძლიათ ელ. თქვენ ასევე შეგიძლიათ ატვირთოთ OBJ ფაილი Shapeways-ში, ონლაინ 3D ბაზარში, რომელიც დაგეხმარებათ გადააქციოთ თქვენი 3D სკანირება რეალურ 3D მოდელად. თუმცა, უახლოეს მომავალში, ItSeez-მა შესაძლოა აპში შეიტანოს თქვენი ობიექტების 3D დაბეჭდვის ან სხვა აპლიკაციის შესაძლებლობა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საკმაოდ შეზღუდულია მომხმარებლებისთვის, ობიექტის ან ადამიანის ნახვა მესამე განზომილებიან ობიექტად გარდაქმნის (თუნდაც ეს ცუდი იყოს) მაგარია.

დასკვნა

ეჭვგარეშეა, რომ 3D სკანირება (და ბეჭდვა) უფრო ხელმისაწვდომი და ხელმისაწვდომი ხდება და მოწყობილობები, როგორიცაა Structure Sensor, დაეხმარება ამაში მომხმარებლებისა და დეველოპერებისთვის. მაგრამ სტრუქტურის სენსორი ასევე აჩვენებს, რომ ამ ტიპის 3D სკანირება ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა. ეს არ არის ის, რომ მოწყობილობა ცუდია ან აპლიკაციები არ მუშაობს, მაგრამ ახლა მომხმარებლებისთვის შეზღუდულია გამოყენება და კიდევ არის რაღაცები, რაც შეიძლება გაუმჯობესდეს. თუმცა, ჩვენ მაინც ვხალისობდით მისი გამოყენებით და გასაოცარია იმის დანახვა, რომ ყოველდღიური ობიექტები 3D მოდელებად იქცნენ უბრალოდ iPad-ის აქსესუარის გამოყენებით.

რადგან კეფის აგრძელებს პროდუქტის გაუმჯობესებას და უფრო მეტი აპი შემოდის ქვემოთ (არა ახსენეთ სხვა კონკურენტი პროდუქტები და ტექნოლოგიები, რომლებიც მუშაობენ), შეიძლება იყოს გარკვეული აპლიკაციები. მანამდე, Structure Sensor არის პერსპექტიული ინსტრუმენტი დეველოპერებისთვის და 3D ენთუზიასტებისთვის, მაგრამ ის მაინც ადრეული მიმღებების ტერიტორიაა ადამიანების უმეტესობისთვის.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• როგორ გადავიღოთ 3D ფოტო თითქმის ნებისმიერი სმარტფონიდან
• Photoshop-ს iPad-ისთვის საბოლოოდ აქვს Edge Detection – აი, როგორ გამოიყენოთ იგი
• მზად არის iPad Pro რეალური ფოტო რედაქტირებისთვის? მე დავტოვე ჩემი MacBook ამის გასარკვევად
• ეს A.I. აპლიკაცია გარდაქმნის ნებისმიერ ფოტოს 3D-ად, არ არის საჭირო ორმაგი ლინზები
• Photoshop iPad-ისთვის იღებს არჩევანს ერთი შეხებით, დგამს პატარა ნაბიჯს დესკტოპის სიმძლავრისკენ