Pakauša struktūras sensors: 3D skenēšana galvenajai plūsmai

3D objektu drukāšana vienmēr ir bijusi biedējoša un dārga lieta, taču mēs sākam redzēt, ka 3D printeru cenas ir ievērojami pazeminājušās. Problēma ir tā, ka joprojām ir grūti izveidot kaut ko, ko drukāt uz 3D printera.

Ievadiet Struktūras sensors (380 USD), sīkrīks, kas pārvērš jūsu iPad par 3D kartēšanas un attēlveidošanas ierīci. Varat to izmantot, lai izmērītu telpas dziļumu vai izveidotu objekta vai personas 3D modeli. Ierīce nodod 3D izveidi par pieņemamu cenu gan patērētāju, gan izstrādātāju rokās. Bet vai šī ierīce izslēgs dārgākus 3D skenerus? Ne uzreiz, bet tam ir potenciāls.

Videoklips par pakauša struktūras sensoru

Sākts

Mēs esam sekojuši struktūras sensoram kopš tā koncepcijas kā Kickstarter produkts, un pagājušajā gadā mēs pat redzējām agrīnu demonstrāciju.

Struktūras sensoru izveidoja Pakauša, uzņēmums, kas atrodas Boulderā, Kolo. un Sanfrancisko. Lai gan Occipital var nebūt pazīstams vārds, jūs, iespējams, esat dzirdējuši par to Sarkanais lāzers, tā svītrkoda skenēšanas lietotne, ko iegādājās eBay. Uzņēmums arī izgatavoja 360 Panorāma, viena no pirmajām mobilajām lietotnēm, kas ļauj uzņemt reāllaika panorāmas attēlus.

Saskaņā ar Occipital teikto, uzņēmums nolēma koncentrēt datora redzi mobilajās ierīcēs pēc eksperimentēšanas ar Microsoft Kinect. Savienojot to ar datoru, uzņēmuma inženieri spēja kartēt iekštelpu vidi ar Kinect. Šķērslis Kinect tehnoloģijas izmantošanai bija tas, ka tā bija piesaistīta augstākās klases galddatoram, tāpēc komanda centās izveidot pārnēsājamu ierīci, kas darbotos ar mazākas jaudas mobilajām ierīcēm. Tāpēc viņi izveidoja Structure Sensor, kas savāca vairāk nekā 1 miljonu ASV dolāru, kļūstot par vienu no visu laiku veiksmīgākajām Kickstarter kampaņām.

Kas tieši ir struktūras sensors?

Šis ir pasaulē pirmais 3D sensors mobilajām ierīcēm. Neskatoties uz pabeigto aparatūru, kas tagad tiek pārdota, struktūras sensors joprojām ir ļoti nepabeigts. Tiek izstrādāta jauna programmatūra, kas izmanto ierīces 3D sensora iespējas.

Lai cik vienkārša izskatās aparatūra, tehnoloģija ir sarežģīta. Lūk, kā Occipital to apraksta:

"Struktūras sensors izmanto strukturētu gaismu, lai uztvertu dziļuma datus. Strukturētā gaisma izmanto lāzerprojektoru, lai uz objektiem un telpām izmestu precīzu tūkstošiem neredzamu infrasarkano punktu zīmējumu. Pēc tam tas izmanto infrasarkano staru kameru, kas atbilst frekvencei, lai ierakstītu, kā mainās modelis, tādējādi izprotot šo objektu un telpu ģeometriju. Rezultātā struktūras sensors var ģenerēt VGA dziļuma straumi ar ātrumu 30 kadri sekundē, katram pikselim attēlojot precīzu attālumu līdz reālajam punktam.

Tas ir nedaudz tehniski, taču patērētājiem iedomājieties, kā darbojas Microsoft Kinect — kā tas izseko jūsu kustībām — un jūs iegūstat koncepciju. Tas atšķiras ar to, ka tas ir mobilais (ar iPad palīdzību) un tam ir savs akumulators.

Occipital nelabprāt to sauc par 3D skeneri, taču tas ir 3D sensors, ko var izmantot 3D skenēšanai. Pirmā lielākā lietotne, kas izmanto struktūras sensoru, ir ItSeez3D, kas apvieno datus no sensora un krāsu informāciju no iPad kameras, lai izveidotu reālistiskus 3D modeļus. Occipital piedāvā arī iekšējās telpas kartēšanu (piemēram, telpas mērījumu apkopošanu), paplašināto realitāti un virtuālo realitāti spēles un ķermeņa skenēšana (fitnesa vajadzībām vai kā virtuāla ģērbtuve) kā dažas no lietojumprogrammām, kas var izmantot sensoru tehnoloģija.

Izstrādātājiem šī izdevīgā un pieejamā ierīce piedāvā jaunu veidu, kā izveidot lietotnes un pakalpojumus (iedomājieties videospēļu uzņēmumu izmantojot to, lai ātrāk un vienkāršāk atveidotu rakstzīmes un objektus gaidāmajam nosaukumam), taču patērētājiem tas joprojām ir pārāk jauns masveidā. lietojums. Ja vēlaties atmaksāt dažus simtus dolāru par agrīnās ieviešanas tehnoloģijām, struktūras sensors ļaus jums izveidot 3D jūsu iecienītāko objektu vai cilvēku modeļus un ļauj izjust patērētāju 3D skenēšanas sākumus, kas tiek izmantoti veidā.

Sensora iestatīšana

Atkarībā no jūsu iPad, struktūras sensoram ir atbilstošs kronšteins, kas tiek piestiprināts planšetdatora sānos; aizbīdnis to labi nostiprina vietā, taču to var viegli noņemt, piemēram, ja to pareizi neuzglabājat somā. Sensora tuvums iPad kamerai ļauj lietotnēm uztvert krāsu informāciju, lai to izmantotu ar 3D dziļuma datiem, kā mēs minējām ar lietotni ItSeez3D. Nav pogas, ar kurām jājaucas; kad kronšteins ir ieslēgts, vienkārši pievienojiet kabeli iPad Lightning portam, un jebkura saistītā lietotne atpazīs sensoru.

Patērētājiem struktūras sensors darbosies tikai ar ceturtās paaudzes iPad, iPad Air un iPad Mini ar Retina. Neatkarīgi no iegūtā kronšteina (pilna izmēra vai mini), jums būs jāveic dažas vienkāršas darbības, kas ietver sensora pieskrūvēšanu uz kronšteina, izmantojot mazas skrūves. Ja jums kādreiz ir nācies strādāt ar mazām skrūvēm, tad jūs zināt, cik tracinoši var būt, ja pazaudējat vienu skrūvi — esiet piesardzīgs, montējot.

Ja esat izstrādātājs, Occipital jums pārdos papildu USB Hacker kabeli, kas ļauj savienot sensoru ar jebkuru atbalstītu USB ierīci, kurā darbojas operētājsistēma Android, Windows, Linux un OS X. Izstrādātāji, piemēram, lietotņu veidotāji, var izveidot atbalstu Android planšetdatoriem, piemēram, izmantojot pieejamos atvērtā pirmkoda draiverus un specifikācijas, kas ļauj viņiem 3D drukāt savas iekavas. Lai gan struktūras sensors sākotnēji atbalsta noteiktus iPad un Xcode (kodēšanas valodu, ko izmanto iOS lietotnes), tie, kuriem ir zināšanas, var izmantot atvērto programmatūras izstrādes komplektu, lai sensors darbotos ar ne-iOS ierīces.

Lietojumprogrammu trūkums

Kā jau minējām, vismaz šobrīd ir pieejams ļoti maz lietotņu, kas izmanto sensora priekšrocības. Tā kā tas ir tik jauns, lietotņu izstrādātāji, iespējams, joprojām ir aizņemti ar programmatūras izveidi. Iegādājoties struktūras sensoru, jūs iegūstat lietotni Structure — diezgan vienkāršu iPad lietotni, kas ļauj izmērīt attālumu, pārbaudīt sensora akumulatoru un straumēt 3D skatu datorā, izmantojot Wi-Fi.

Occipital ir arī daži lietotņu paraugi, kas parāda, kas ir iespējams ar sensoru:

• Skeneris parāda, kā objektu var skenēt
• Atnest ir paplašinātās realitātes spēle un Bumbu fizika ir paplašinātās realitātes simulators
• Skatītājs ir “neapstrādātu datu vizualizētājs”

Visas lietotnes ir bezmaksas, taču to lietderība ir ļoti ierobežota, izņemot sensora veiktspēju.

ItSeez3D ir mūsu iecienītākā lietotne, taču tā ir iesaistīta

Visattīstītākā šobrīd pieejamā lietotne ir ItSeez3D no ItSeez, 3D datorredzes uzņēmuma. Izmantojot sensora dziļuma datus un krāsu informāciju no iPad kameras, ItSeez3D var izveidot 3D objektu un cilvēku modeļi, kurus varat augšupielādēt, publicēt un iegult vietnēs, izmantojot tiešsaistes 3D skatītājs Sketchfabvai nosūtiet pa e-pastu failus (PLY un OBJ), lai tos izmantotu 3D renderēšanas programmās.

Mēs pirmo reizi spēlēja ar ItSeez3D lietotni bez sensora, un bijām pārsteigti par to, cik reālistiski un detalizēti izskatījās skenēšanas paraugi, tāpēc mēs vēlējāmies izmēģināt savus spēkus paši 3D skenēšanā. Diemžēl sākumā mēs nevarējām izveidot modeļus, kas izskatījās tik labi kā paraugi. Lai skenētu objektu, jums ir jāpārvietojas pa to; kā jūs to darāt, sensors mēra objektu, lai izveidotu 3D tīklu, savukārt ar katru pauzi iPad kamera uzņem augstas izšķirtspējas fotoattēlu, lai iegūtu informāciju par krāsām un pārklātu 3D modeli. Pārvietojoties par 360 grādiem ap objektu vai personu, indikators apakšējā kreisajā stūrī parāda skenēšanas norisi; tas parāda arī apgabalus, kuros trūkst datu, un tos varat pārvietot atpakaļ uz šo pozīciju, lai atkārtoti skenētu. Jo vairāk rotāciju un skenēšanas veicat, jo vairāk informācijas tiek uztverts, un, kad tā sasniedz 100 procentus, varat apturēt un sākt renderēšanas procesu.

Problēma ir tā, ka process izklausās vieglāk, nekā tas patiesībā ir. Bieži vien sensors pazaudē "plaknes" datus vai nevar precīzi noteikt, kas ir objekta daļa un kas nav. Dažos no mūsu 3D skenēšanas gadījumiem mēs pamanījām, ka trūkst daļu vai tas tvēra kaut ko, kas tajā neietilpst. iMac 3D skenēšana izrādījās izkropļota, jo bija tik daudz viendabīguma un kontrasta trūkuma. Objekta riņķošanas process arī aizņem kādu laiku, un mēs nekad nezinām, kad tas patiešām uzņems fotoattēlu, kad mēs apturēsim. Turklāt bija reizes, kad lietotne zaudēja kontaktu ar sensoru; jums vienkārši jāpievieno kabelis. Mums bija labāki panākumi, skenējot cilvēku galvas: sensoram un lietotnei nebija problēmu atveidot kolēģa skenēšanu, lai gan pat tas nebija ideāls.

Lai noskaidrotu, kāpēc mēs nesasniedzām vēlamos rezultātus, mēs apskatījām dažus ItSeez videoklipus un pārbaudījām padomus izvēlnē Palīdzība, kas parāda jums tas, kas jums jādara, piemēram, apgaismojums un avīzes nolikšana zem objekta, lai palīdzētu sensoram to izcelt no fona un virsmas. Mēs sapratām, ka tas viss ir saistīts ar apgaismojumu, un citā mēģinājumā mums bija labāki rezultāti. Mēs pārliecinājāmies, ka objekts ir labi apgaismots no visām pusēm, un mēs izveidojām nelielu apaļu galdu, kas ļāva mums labāk manevrēt ap to. Šoreiz mūsu skenējumi bija pilnīgāki un detalizētāki, lai gan daži joprojām dažās vietās izskatījās “izslēgti”. Mēs skenējām dažus izbāzeņus no bērnības, un redzēt jūsu iecienītākās rotaļlietas iemūžinātas kā 3D objekts var būt nedaudz sentimentāli un satriecoši. Monētu bankas skenēšana izrādījās vislabākā, neskatoties uz to, ka tā ir tumša un vienkrāsaina; apgaismojums, mūsuprāt, ļoti palīdzēja. Mēs sapratām, ka struktūras sensors vien nesniegs perfektu skenēšanu katru reizi, un jums būs nepieciešams labs iestatījums, kas ietver pareizu apgaismojumu. 3D skenēšanas process nav vienreizējs darījums — tas prasīs vairākus mēģinājumus.

Kad skenēšana ir pabeigta, informācija tiek augšupielādēta ItSeez mākoņa serveros. Pēc aptuveni 5 minūtēm jums tiek nosūtīts atpakaļ 3D modelis. Varat nosūtīt skenētos attēlus pa e-pastu, lai tos turpmāk rediģētu ar 3D iespējotu programmatūru, piemēram, Maya, AutoCAD vai Blender, vai augšupielādēt Sketchfab, piemēram, mūsu kaķu banku iepriekš. Varat arī augšupielādēt OBJ failu Shapeways — tiešsaistes 3D tirgū, kas palīdzēs pārvērst 3D skenējumus par īstu 3D modeli. Tomēr tuvākajā nākotnē ItSeez lietotnē var iestrādāt iespēju drukāt jūsu objektus 3D vai citā lietojumprogrammā. Lai gan patērētājiem tas ir diezgan ierobežots, ir forši redzēt objektu vai personu, kas pārveidota par trešās dimensijas objektu (pat ja tas ir slikts).

Secinājums

Nav šaubu, ka 3D skenēšana (un drukāšana) kļūst pieejamāka un pieejamāka, un tādas ierīces kā struktūras sensors palīdzēs to nodrošināt patērētājiem un izstrādātājiem. Bet struktūras sensors arī parāda, ka šāda veida 3D skenēšana joprojām ir sākuma stadijā. Nav tā, ka ierīce ir slikta vai lietotnes nedarbojas, taču šobrīd patērētāji to var izmantot ierobežoti, un joprojām ir lietas, kuras var uzlabot. Tomēr mums joprojām bija jautri to lietot, un ir lieliski redzēt, kā ikdienas priekšmeti tiek pārvērsti 3D modeļos, vienkārši izmantojot iPad piederumu.

Tā kā Occipital turpina uzlabot produktu un tiek ieviests vairāk lietotņu (nevis nosauciet citus konkurējošus produktus un tehnoloģijas, kas tiek izstrādātas), varētu būt kāds glīts lietojumprogrammas. Līdz tam laikam Struktūras sensors ir daudzsološs rīks izstrādātājiem un stingrākiem 3D entuziastiem, taču lielākajai daļai cilvēku tā joprojām ir agrīna ieviešanas vieta.

Redaktoru ieteikumi

• Kā uzņemt 3D fotoattēlu no gandrīz jebkura viedtālruņa
• Photoshop darbam ar iPad beidzot ir pieejama malu noteikšana — lūk, kā to izmantot
• Vai iPad Pro ir gatavs īstai fotoattēlu rediģēšanai? Es atteicos no sava MacBook, lai uzzinātu
• Šis A.I. lietotne pārvērš jebkuru fotoattēlu 3D formātā, nav nepieciešami divi objektīvi
• Photoshop darbam ar iPad iegūst atlasi ar vienu pieskārienu, kas ir jauns solis ceļā uz darbvirsmas jaudu