후두골 구조 센서: 주류를 위한 3D 스캐닝

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3D 물체를 프린팅하는 것은 항상 어렵고 비용이 많이 드는 일처럼 느껴졌지만, 3D 프린터의 가격이 크게 낮아지는 것을 보기 시작했습니다. 문제는 3D 프린터로 프린팅할 무언가를 만드는 것이 아직 어렵다는 점이다.

입력하다 구조 센서 ($380), iPad를 3D 매핑 및 이미징 장치로 바꿔주는 장치입니다. 이를 사용하여 방의 깊이를 측정하거나 물체나 사람의 3D 모델을 만들 수 있습니다. 이 장치를 사용하면 소비자와 개발자 모두에게 저렴한 3D 제작이 가능해졌습니다. 하지만 이 장치가 더 비싼 3D 스캐너의 사업을 중단하게 될까요? 당장은 아니지만 잠재력이 있습니다.

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후두구조 센서 첫눈 영상

킥스타트됨

우리는 구조 센서의 개념을 다음과 같이 따라왔습니다. 킥스타터 제품, 작년에 초기 데모도 보았습니다.

구조 센서를 사용하면 좋아하는 물체나 사람의 3D 모델을 만들 수 있습니다.

구조 센서는 다음에 의해 만들어졌습니다. 후두부, 콜로라도 주 볼더에 본사를 둔 회사입니다. 그리고 샌프란시스코. Occipital은 가명이 아닐 수도 있지만 들어본 적이 있을 것입니다. 레드레이저, eBay가 인수한 바코드 스캔 앱입니다. 회사에서도 만들었어요 360 파노라마는 실시간 파노라마 이미지를 캡처하는 최초의 모바일 앱 중 하나입니다.

Occipital에 따르면 회사는 Microsoft의 Kinect를 실험한 후 모바일 장치에 컴퓨터 비전을 집중하기로 결정했습니다. 이를 PC에 연결함으로써 회사의 엔지니어들은 Kinect로 실내 환경을 매핑할 수 있었습니다. Kinect 기술을 사용하는 데 있어 장벽은 고급 데스크톱에 연결되어 있다는 점이었기 때문에 팀은 저전력 모바일 장치에서 작동하는 휴대용 장치를 만들려고 했습니다. 그래서 그들은 100만 달러 이상을 모금한 Structure Sensor를 만들었고 역대 가장 성공적인 Kickstarter 캠페인 중 하나가 되었습니다.

구조 센서란 정확히 무엇인가요?

이는 세계 최초의 모바일 기기용 3D 센서입니다. 현재 판매 중인 최종 하드웨어에도 불구하고 구조 센서는 여전히 진행 중인 작업입니다. 장치의 3D 감지 기능을 활용하는 새로운 소프트웨어가 개발되고 있습니다.

하드웨어는 단순해 보이지만 기술은 복잡합니다. Occipital이 설명하는 방법은 다음과 같습니다.

“구조 센서는 구조화된 조명을 사용하여 깊이 데이터를 캡처합니다. 구조화 조명은 레이저 프로젝터를 사용하여 수천 개의 눈에 보이지 않는 적외선 점의 정확한 패턴을 물체와 공간에 투사합니다. 그런 다음 주파수 일치 적외선 카메라를 사용하여 패턴이 어떻게 변하는지 기록하고 이를 통해 해당 물체와 공간의 기하학적 구조를 이해합니다. 결과적으로 구조 센서는 초당 30프레임으로 VGA 깊이 스트림을 생성할 수 있으며, 각 픽셀은 실제 지점까지의 정확한 거리를 나타냅니다.”

후두엽 구조 센서 내부 지도

다소 기술적이지만 소비자의 경우 Microsoft의 Kinect가 어떻게 작동하는지, 즉 움직임을 추적하는 방법을 상상하면 개념을 이해할 수 있습니다. 차이점은 모바일(iPad 지원)이며 자체 배터리가 있다는 것입니다.

Occipital은 3D스캐너라고 부르기는 꺼려지지만 3D스캐닝 목적으로 사용할 수 있는 3D센서입니다. 구조 센서를 활용한 첫 번째 주요 앱은 ItSeez3D, 센서의 데이터와 iPad 카메라의 색상 정보를 결합하여 사실적인 3D 모델을 만듭니다. Occipital에는 내부 공간 매핑(예: 방의 측정값 수집), 증강 현실 및 가상 현실도 나열되어 있습니다. 게임, 신체 스캐닝(피트니스 또는 가상 탈의실) 등 센서를 활용할 수 있는 애플리케이션 기술.

후두엽 구조 센서 물체 스캔
후두엽 구조 센서 물체 스캔

개발자에게 이 저렴하고 접근 가능한 장치는 앱과 서비스를 만드는 새로운 방법을 제공합니다(비디오 게임 회사를 상상해 보십시오). 이를 사용하여 다가오는 타이틀의 캐릭터와 개체를 더 빠르고 쉽게 렌더링하지만 소비자에게는 여전히 대중에게는 너무 새로운 것입니다. 용법. 얼리 어답터 기술을 위해 수백 달러를 기꺼이 투자하려는 경우 구조 센서를 사용하여 3D를 만들 수 있습니다. 좋아하는 물체나 사람의 모델을 만들고, 소비자 3D 스캐닝의 시작을 경험해 보세요. 방법.

센서 설정

보유하고 있는 iPad에 따라 구조 센서에는 태블릿 측면에 클립으로 고정되는 브래킷이 함께 제공됩니다. 걸쇠로 제자리에 잘 고정되지만, 예를 들어 가방에 제대로 보관하지 않으면 쉽게 풀릴 수 있습니다. 센서가 iPad 카메라에 근접해 있기 때문에 ItSeez3D 앱에서 언급한 것처럼 앱이 3D 깊이 데이터와 함께 사용할 색상 정보를 얻을 수 있습니다. 엉망으로 만들 버튼이 없습니다. 브래킷을 장착한 후 케이블을 iPad의 Lightning 포트에 연결하기만 하면 모든 관련 앱이 센서를 인식합니다.

소비자의 경우 구조 센서는 4세대 iPad, iPad Air 및 iPad Mini Retina에서만 작동합니다. 구입하는 브래킷(풀 사이즈 또는 미니)에 관계없이 작은 나사를 사용하여 센서를 브래킷에 고정하는 간단한 DIY 작업을 수행해야 합니다. 작은 나사로 작업해야 했던 적이 있다면 나사 하나를 잃어버리면 얼마나 짜증나는 일인지 아실 겁니다. 조립할 때 조심하세요.

후두 구조 센서 도크
후두골 구조 센서 케이블
후두 구조 센서 뒤쪽 상단 모서리

개발자인 경우 Occipital에서는 Android, Windows, Linux 및 OS X를 실행하는 지원되는 모든 USB 장치에 센서를 연결할 수 있는 USB 해커 케이블 옵션을 판매합니다. 앱 제작자와 같은 개발자는 자체 브래킷을 3D 프린팅할 수 있는 사용 가능한 오픈 소스 드라이버 및 사양을 사용하여 Android 태블릿에 대한 지원을 구축할 수 있습니다. 구조 센서는 기본적으로 일부 iPad 및 Xcode(iOS 앱에서 사용되는 코딩 언어)를 지원하지만, 노하우가 있는 사람은 개방형 소프트웨어 개발 키트를 사용하여 iOS가 아닌 환경에서도 센서가 작동하도록 할 수 있습니다. 장치.

앱 부족

앞서 언급했듯이 적어도 현재로서는 센서를 활용하는 앱이 거의 없습니다. 너무 새롭기 때문에 앱 개발자는 여전히 소프트웨어를 만드는 데 바쁠 것입니다. 구조 센서를 구입하면 거리를 측정하고, 센서 배터리를 확인하고, Wi-Fi를 통해 컴퓨터로 3D 보기를 스트리밍할 수 있는 매우 기본적인 iPad 앱인 구조 앱이 제공됩니다.

Occipital에는 센서로 가능한 작업을 보여주는 몇 가지 샘플 앱도 있습니다.

  • 스캐너 물체를 스캔하는 방법을 보여줍니다.
  • 술책 증강현실 게임이고 공 물리학 증강 현실 시뮬레이터입니다
  • 뷰어 "원시 데이터 시각화 도구"입니다.

앱은 모두 무료이지만 센서가 수행할 수 있는 작업을 보여주는 것 외에는 유용성이 매우 제한되어 있습니다.

ItSeez3D는 우리가 가장 좋아하는 앱이지만 관련이 있습니다.

현재 가장 많이 개발된 앱은 3D 컴퓨터 비전 회사인 ItSeez의 ItSeez3D입니다. ItSeez3D는 센서의 깊이 데이터와 iPad 카메라의 색상 정보를 사용하여 3D를 만들 수 있습니다. 온라인 3D를 통해 웹사이트에 업로드, 게시 및 삽입할 수 있는 사물과 사람의 모델 뷰어 스케치팹, 또는 3D 렌더링 프로그램에 사용할 파일(PLY 및 OBJ)을 이메일로 보내십시오.

개발자와 하드코어 3D 매니아를 위한 유망한 도구입니다.

우리 ItSeez3D 앱으로 처음 플레이했습니다. 센서 없이도 샘플 스캔이 얼마나 현실적이고 상세하게 보이는지에 놀랐습니다. 그래서 우리는 직접 3D 스캐닝을 시도해보고 싶은 마음이 들었습니다. 안타깝게도 처음에는 샘플만큼 좋아 보이는 모델을 만들 수 없었습니다. 물체를 스캔하려면 물체 주위를 움직여야 합니다. 그렇게 하면 센서가 물체를 측정하여 3D 메시를 생성하고, 잠시 멈출 때마다 iPad의 카메라는 색상 정보를 확인하고 3D 모델 위에 오버레이하기 위해 고해상도 사진을 찍습니다. 물체나 사람 주위로 360도 움직일 때 왼쪽 하단에 있는 표시기가 스캔 진행 상황을 보여줍니다. 또한 데이터가 부족한 영역을 표시하므로 해당 위치로 다시 이동하여 다시 스캔할 수 있습니다. 더 많은 회전과 스캔을 수행할수록 더 많은 정보가 캡처되며, 100%에 도달하면 렌더링 프로세스를 중지하고 시작할 수 있습니다.

문제는 프로세스가 실제보다 더 쉽게 들린다는 것입니다. 종종 센서는 "평면" 데이터를 잃어버리거나 물체의 일부인 것과 그렇지 않은 것을 정확하게 판별할 수 없습니다. 일부 3D 스캔에서 일부가 누락되었거나 일부가 아닌 것을 캡처한 것을 발견했습니다. iMac의 3D 스캔은 균일성이 너무 높고 대비가 부족하여 왜곡되어 나왔습니다. 물체를 선회하는 과정에도 시간이 걸리며, 잠시 멈췄을 때 실제로 사진이 언제 찍힐지 알 수 없습니다. 게다가 앱과 센서의 연결이 끊어지는 경우도 있었습니다. 케이블을 다시 연결하기만 하면 됩니다. 사람들의 머리를 스캔하는 데 더 큰 성공을 거두었습니다. 비록 완벽하지는 않았지만 센서와 앱이 동료의 스캔을 렌더링하는 데 아무런 문제가 없었습니다.

후두 구조 센서 스캐닝 레고
후두엽 구조 센서 스캐닝 모델

바람직한 결과를 얻지 못한 이유를 파악하기 위해 ItSeez의 일부 비디오를 살펴보고 다음과 같은 도움말 메뉴의 팁을 확인했습니다. 센서가 배경에서 물체를 식별할 수 있도록 조명을 켜고 물체 아래에 신문을 놓는 등 필요한 작업을 수행합니다. 표면. 우리는 모든 것이 조명에 관한 것임을 깨달았고 또 다른 시도에서 더 나은 결과를 얻었습니다. 우리는 물체의 모든 면에서 조명이 잘 들어오는지 확인하고 물체 주변에서 더 잘 움직일 수 있도록 작은 원형 테이블을 설치했습니다. 이번에는 몇 군데에서 여전히 "불량"한 것처럼 보였지만 스캔이 더 완전하고 상세하게 나왔습니다. 우리는 어린 시절부터 박제된 동물을 스캔했으며, 좋아하는 장난감이 3D 개체로 영원히 남아 있는 것을 보는 것은 약간 감상적이고 굉장할 수 있습니다. 어둡고 단색임에도 불구하고 동전 은행 스캔이 가장 잘 나왔습니다. 조명이 큰 도움이 되었다고 생각합니다. 우리는 구조 센서만으로는 매번 완벽한 스캔을 제공할 수 없으며 적절한 조명과 관련된 좋은 설정이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 3D 스캐닝 프로세스는 일회성 거래가 아니며 여러 번의 시도가 필요합니다.

스캔이 완료되면 정보가 ItSeez의 클라우드 서버에 업로드됩니다. 약 5분 후에 3D 모델이 다시 전송됩니다. Maya, AutoCAD 또는 Blender와 같은 3D 지원 소프트웨어에서 추가 편집을 위해 스캔을 이메일로 보내거나 위의 Cat Bank와 같은 Sketchfab에 업로드할 수 있습니다. 3D 스캔을 실제 3D 모델로 전환하는 데 도움이 되는 온라인 3D 마켓플레이스인 Shapeways에 OBJ 파일을 업로드할 수도 있습니다. 그러나 가까운 미래에 ItSeez는 개체를 3D 인쇄하거나 다른 응용 프로그램을 만드는 기능을 앱에 구축할 수 있습니다. 소비자에게는 상당히 제한적이지만, 물건이나 사람이 3차원 물체로 변형되는 것을 보는 것은(그것이 나쁜 것일지라도) 멋집니다.

결론

3D 스캐닝(및 프린팅)이 점점 더 저렴해지고 접근 가능해지고 있다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 구조 센서와 같은 장치는 소비자와 개발자를 위해 이를 안내하는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 구조 센서는 이러한 유형의 3D 스캐닝이 아직 초기 단계에 있음을 보여줍니다. 기기가 나쁘거나 앱이 작동하지 않는 것이 아니라, 현재 소비자의 사용이 제한적이며 아직 개선할 부분이 남아 있습니다. 하지만 우리는 그것을 사용하는 것이 여전히 즐거웠고, iPad 액세서리를 사용하여 일상적인 물체가 3D 모델로 바뀌는 것을 보는 것은 정말 멋진 일이었습니다.

Occipital이 지속적으로 제품을 개선하고 더 많은 앱이 출시됨에 따라 작업 중인 다른 경쟁 제품 및 기술을 언급), 약간의 좋은 점이 있을 수 있습니다. 응용 프로그램. 그때까지 구조 센서는 개발자와 하드코어 3D 매니아에게 유망한 도구이지만 여전히 대부분의 사람들에게는 얼리 어답터 영역입니다.

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