Senzor okcipitálnej štruktúry: 3D skenovanie pre hlavný prúd

Tlač 3D objektov bola vždy skľučujúca a drahá záležitosť, no začíname vidieť, že ceny 3D tlačiarní výrazne klesajú. Problém je v tom, že je stále ťažké vytvoriť niečo na tlač na 3D tlačiarni.

Zadajte snímač štruktúry (380 USD), gadget, ktorý premení váš iPad na 3D mapovacie a zobrazovacie zariadenie. Môžete ho použiť na meranie hĺbky miestnosti alebo na vytvorenie 3D modelu objektu alebo osoby. Zariadenie dáva cenovo dostupnú 3D tvorbu do rúk spotrebiteľov aj vývojárov. Odstaví však toto zariadenie drahšie 3D skenery? Nie hneď, ale má potenciál.

Odporúčané videá

Video prvý pohľad na senzor okcipitálnej štruktúry

Naštartované

Sledovali sme Structure Sensor od jeho koncepcie ako produkt Kickstartera minulý rok sme dokonca videli prvé demo.

Structure Sensor vám umožní vytvárať 3D modely vašich obľúbených predmetov alebo ľudí.

Structure Sensor bol vytvorený spoločnosťou Tylový, spoločnosť so sídlom v Boulder, Colorado. a San Francisco. Aj keď Occipitál možno nie je domáci názov, možno ste o ňom už počuli
červený laser, jeho aplikáciu na skenovanie čiarových kódov, ktorú získal eBay. Spoločnosť tiež vyrobila 360-stupňová panoráma, jedna z prvých mobilných aplikácií, ktorá zachytáva panoramatické snímky v reálnom čase.

Podľa Occipital sa spoločnosť rozhodla sústrediť počítačové videnie do mobilných zariadení po experimentovaní s Microsoft Kinect. Po pripojení k počítaču mohli inžinieri spoločnosti pomocou Kinectu zmapovať vnútorné prostredie. Prekážkou pri používaní technológie Kinectu bolo, že bola pripútaná k špičkovému desktopu, takže tím sa snažil vytvoriť prenosnú jednotku, ktorá by fungovala s mobilnými zariadeniami s nižším výkonom. Vytvorili teda Structure Sensor, ktorý vyzbieral viac ako 1 milión dolárov a stal sa jednou z najúspešnejších kampaní na Kickstarteri vôbec.

Čo presne je snímač štruktúry?

Ide o prvý 3D senzor na svete pre mobilné zariadenia. Napriek dokončenému hardvéru, ktorý je teraz v predaji, je snímač štruktúry stále vo veľkej miere nedokončený. Vyvíja sa nový softvér, ktorý využíva možnosti 3D snímania zariadenia.

Ako jednoducho hardvér vyzerá, technológia je komplikovaná. Tu je návod, ako to Occipital opisuje:

„Snímač štruktúry využíva štruktúrované svetlo na zachytávanie údajov o hĺbke. Štruktúrované svetlo využíva laserový projektor na vrhanie presného vzoru tisícov neviditeľných infračervených bodov na predmety a priestory. Potom použije frekvenčne prispôsobenú infračervenú kameru na zaznamenanie toho, ako sa vzor mení, čím pochopí geometriu týchto objektov a priestorov. Výsledkom je, že snímač štruktúry dokáže generovať hĺbkový prúd VGA rýchlosťou 30 snímok za sekundu, pričom každý pixel predstavuje presnú vzdialenosť k bodu v reálnom svete.

Mapa interiéru snímača okcipitálnej štruktúry

Je to trochu technické, ale pre spotrebiteľov si predstavte, ako funguje Kinect od Microsoftu – ako sleduje váš pohyb – a dostanete koncept. Rozdiel je v tom, že je mobilný (s pomocou iPadu) a má vlastnú batériu.

Occipital sa zdráha nazvať to 3D skenerom, ale je to 3D senzor, ktorý možno použiť na účely 3D skenovania. Prvou hlavnou aplikáciou, ktorá využíva snímač štruktúry, je ItSeez3D, ktorý kombinuje údaje zo snímača a farebné informácie z fotoaparátu iPadu a vytvára realistické 3D modely. Okcipitál uvádza aj mapovanie vnútorného priestoru (napríklad zhromažďovanie meraní miestnosti), rozšírenú realitu a virtuálnu realitu hry a skenovanie tela (pre fitness alebo ako virtuálna šatňa) ako niektoré z aplikácií, ktoré môžu využívať senzor technológie.

Skenovanie objektov senzorom okcipitálnej štruktúry
Skenovanie objektov senzorom okcipitálnej štruktúry

Pre vývojárov toto cenovo dostupné a dostupné zariadenie ponúka nový spôsob vytvárania aplikácií a služieb (predstavte si spoločnosť zaoberajúcu sa videohrami používať ho na rýchlejšie a jednoduchšie vykresľovanie postáv a predmetov pre pripravovaný titul), no pre spotrebiteľov je to stále príliš nové pre masy použitie. Ak ste ochotní zaplatiť niekoľko stoviek dolárov za technológiu, ktorá sa začína používať, snímač štruktúry vám umožní vytvoriť 3D modely vašich obľúbených predmetov alebo ľudí a umožní vám zažiť začiatky spotrebiteľského 3D skenovania, ktoré je na spôsobom.

Nastavenie snímača

V závislosti od vášho iPadu sa Structure Sensor dodáva so zodpovedajúcim držiakom, ktorý sa prichytáva na bočnú stranu tabletu; západka ho dobre drží na mieste, ale ak ho napríklad neuložíte správne vo vrecku, môže sa ľahko uvoľniť. Blízkosť snímača k fotoaparátu iPadu umožňuje aplikáciám zachytiť informácie o farbách, ktoré sa majú použiť s údajmi o hĺbke 3D, ako sme spomenuli v aplikácii ItSeez3D. Neexistujú žiadne tlačidlá, s ktorými by ste sa mohli pohrať; akonáhle je držiak zapnutý, jednoducho pripojíte kábel k portu Lightning iPadu a akákoľvek pridružená aplikácia rozpozná senzor.

Pre spotrebiteľov bude Structure Sensor fungovať iba s iPadom štvrtej generácie, iPadom Air a iPadom Mini s Retina. Bez ohľadu na držiak, ktorý dostanete (v plnej veľkosti alebo mini), budete musieť urobiť nejaké jednoduché DIY zahŕňajúce priskrutkovanie snímača na držiak pomocou malých skrutiek. Ak ste niekedy museli pracovať s malými skrutkami, potom viete, aké šialené môže byť, ak jednu stratíte – pri montáži dávajte pozor.

Dok pre senzor okcipitálnej štruktúry
Kábel snímača okcipitálnej štruktúry
Zadný horný roh snímača okcipitálnej štruktúry

Ak ste vývojár, Occipital vám predá voliteľný USB hackerský kábel, ktorý vám umožní pripojiť senzor k akémukoľvek podporovanému USB zariadeniu so systémom Android, Windows, Linux a OS X. Vývojári, ako napríklad tvorcovia aplikácií, môžu vytvoriť podporu pre tablety so systémom Android, napríklad pomocou dostupných ovládačov a špecifikácií s otvoreným zdrojom, ktoré im umožňujú 3D tlač vlastných zátvoriek. Hoci Structure Sensor natívne podporuje vybrané iPady a Xcode (kódovací jazyk používaný aplikáciami pre iOS), tí, ktorí majú know-how, môžu použiť súpravu na vývoj otvoreného softvéru, aby senzor fungoval aj s iným systémom ako iOS zariadení.

Nedostatok aplikácií

Ako sme spomenuli, je k dispozícii len veľmi málo aplikácií, ktoré využívajú senzor, aspoň teraz. Keďže je to také nové, vývojári aplikácií sú pravdepodobne stále zaneprázdnení tvorbou softvéru. Keď si kúpite Structure Sensor, získate aplikáciu Structure, pomerne základnú aplikáciu pre iPad, ktorá vám umožní merať vzdialenosť, kontrolovať batériu senzora a streamovať 3D pohľad do počítača cez Wi-Fi.

Occipital má tiež niekoľko vzorových aplikácií, ktoré vám ukážu, čo je možné so senzorom:

  • Skener ukazuje, ako je možné skenovať objekt
  • Načítať je hra s rozšírenou realitou a Fyzika lopty je simulátor rozšírenej reality
  • Divák je „vizualizátor nespracovaných údajov“

Všetky aplikácie sú zadarmo, ale ich užitočnosť je veľmi obmedzená, okrem toho, že ukazujú, čo senzor dokáže.

ItSeez3D je naša obľúbená aplikácia, ale je do toho zapojená

Najrozvinutejšou aplikáciou, ktorá je teraz k dispozícii, je ItSeez3D od ItSeez, spoločnosti zaoberajúcej sa 3D počítačovým videním. Pomocou údajov o hĺbke snímača a informácií o farbách z fotoaparátu iPadu dokáže ItSeez3D vytvoriť 3D modely objektov a ľudí, ktoré môžete nahrať, publikovať a vložiť na webové stránky prostredníctvom online 3D divák Sketchfab, alebo e-mailom súbory (PLY a OBJ) na použitie v 3D renderovacích programoch.

Sľubný nástroj pre vývojárov a hardcore 3D nadšencov.

my prvýkrát hral s aplikáciou ItSeez3D bez senzora a boli sme ohromení tým, ako realisticky a detailne vyzerajú skeny vzoriek, takže sme boli nadšení, že sme si vyskúšali svoje vlastné 3D skenovanie. Bohužiaľ, spočiatku sme neboli schopní vytvoriť modely, ktoré by vyzerali tak dobre ako vzorky. Skenovanie objektu vyžaduje, aby ste sa okolo neho pohybovali; ako to robíte, snímač meria objekt, aby vytvoril 3D sieť, zatiaľ čo pri každej pauze fotoaparát iPadu urobí fotografiu vo vysokom rozlíšení, aby sa získali farebné informácie a prekryli 3D model. Keď sa pohybujete okolo objektu alebo osoby o 360 stupňov, indikátor vľavo dole zobrazuje priebeh skenovania; tiež vám ukáže oblasti, v ktorých chýbajú údaje, ktoré môžete presunúť späť na túto pozíciu a znova ich naskenovať. Čím viac rotácií a skenov vykonáte, tým viac informácií sa zachytí, a keď dosiahne 100 percent, môžete proces vykresľovania zastaviť a začať.

Problém je v tom, že proces znie jednoduchšie, ako v skutočnosti je. Senzor by často stratil „rovinové“ údaje alebo nie je schopný presne určiť, čo je súčasťou objektu a čo nie. Pri niektorých našich 3D skenoch sme si všimli, že časti chýbajú alebo že zachytili niečo, čo nie je jeho súčasťou. 3D sken iMacu vyšiel skomolený, pretože tam bolo toľko jednotnosti a nedostatku kontrastu. Proces krúženia predmetom tiež chvíľu trvá a nikdy nevieme, kedy skutočne urobí fotografiu, keď sa zastavíme. Navyše boli chvíle, keď aplikácia stratila kontakt so snímačom; stačí znova pripojiť kábel. Mali sme lepší úspech pri skenovaní hláv ľudí: Senzor a aplikácia nemali problémy s vykreslením skenu spolupracovníka, hoci ani to nebolo dokonalé.

Senzor okcipitálnej štruktúry snímajúci lego
Model skenovania snímača okcipitálnej štruktúry

Aby sme zistili, prečo sme nedosahovali požadované výsledky, pozreli sme si niekoľko videí od ItSeez a skontrolovali tipy v ponuke Pomocník, ktorá zobrazuje čo potrebujete urobiť, ako je osvetlenie a položenie novín pod objekt, aby ste pomohli senzoru vybrať ho z pozadia a povrch. Uvedomili sme si, že je to všetko o osvetlení a pri ďalšom pokuse sme dosiahli lepšie výsledky. Zabezpečili sme, aby bol predmet dobre osvetlený zo všetkých strán, a postavili sme malý okrúhly stolík, ktorý nám umožnil okolo neho lepšie manévrovať. Tentoraz naše skeny vyšli úplnejšie a podrobnejšie, aj keď niektoré z nich na niekoľkých miestach stále vyzerali „nečisto“. Naskenovali sme niekoľko plyšových zvieratiek z detstva a vidieť vaše obľúbené hračky zvečnené ako 3D objekt môže byť trochu sentimentálne a úžasné. Najlepšie vyšiel sken banky mincí, napriek tomu, že bol tmavý a jednofarebný; osvetlenie, myslíme si, veľmi pomohlo. Uvedomili sme si, že samotný snímač štruktúry nezabezpečí zakaždým dokonalé skenovanie a budete potrebovať dobré nastavenie zahŕňajúce správne osvetlenie. Proces 3D skenovania nie je jednorazová záležitosť – bude si vyžadovať niekoľko pokusov.

Po dokončení skenovania sa informácie nahrajú na cloudové servery ItSeez. Po približne 5 minútach sa vám vráti 3D model. Skeny môžete poslať e-mailom na ďalšie úpravy v 3D softvéri, ako je Maya, AutoCAD alebo Blender, alebo ich nahrať do Sketchfab, ako je naša mačacia banka vyššie. Súbor OBJ môžete tiež nahrať na Shapeways, online 3D trhovisko, ktoré vám pomôže premeniť vaše 3D skeny na skutočný 3D model. V blízkej budúcnosti však môže ItSeez zabudovať do aplikácie možnosť nechať si svoje objekty vytlačiť 3D alebo inú aplikáciu. Aj keď je to pre spotrebiteľov dosť obmedzené, vidieť objekt alebo osobu premenenú na trojrozmerný objekt (aj keď je to zlý) je skvelé.

Záver

Niet pochýb o tom, že 3D skenovanie (a tlač) sa stáva dostupnejším a dostupnejším a zariadenia ako Structure Sensor to pomôžu spotrebiteľom a vývojárom priniesť. Structure Sensor ale zároveň ukazuje, že tento typ 3D skenovania je ešte len v plienkach. Nie je to tak, že by bolo zariadenie zlé alebo že aplikácie nefungovali, no momentálne ho spotrebitelia využívajú len v obmedzenom rozsahu a stále existujú veci, ktoré je možné zlepšiť. Stále sme sa však bavili s jeho používaním a je úžasné vidieť, ako sa každodenné predmety menia na 3D modely jednoducho pomocou príslušenstva iPad.

Keďže Occipital pokračuje vo vylepšovaní produktu a postupne sa zavádzajú ďalšie aplikácie (nie do uviesť ďalšie konkurenčné produkty a technológie, na ktorých sa pracuje), mohli by existovať nejaké úhľadné aplikácie. Dovtedy je Structure Sensor sľubným nástrojom pre vývojárov a hardcore 3D nadšencov, no pre väčšinu ľudí je to stále oblasť, ktorá si ju čoskoro osvojí.

Odporúčania redaktorov

  • Ako urobiť 3D fotografiu z takmer akéhokoľvek smartfónu
  • Photoshop pre iPad má konečne funkciu Edge Detection – tu je návod, ako ju používať
  • Je iPad Pro pripravený na skutočnú úpravu fotografií? Zahodil som svoj MacBook, aby som to zistil
  • Tento A.I. aplikácia prevedie akúkoľvek fotografiu do 3D, nie sú potrebné žiadne duálne šošovky
  • Photoshop pre iPad získava výbery jedným klepnutím, robí malý krok smerom k výkonu stolného počítača