Senzor okcipitalne strukture: 3D skeniranje za mainstream

Tiskanje 3D-predmetov se je vedno zdelo kot zastrašujoča in draga zadeva, vendar začenjamo opažati, da se cene 3D-tiskalnikov znatno znižujejo. Težava je v tem, da je še vedno težko ustvariti nekaj za tiskanje na 3D-tiskalniku.

Vnesite strukturni senzor (380 USD), pripomoček, ki vaš iPad spremeni v napravo za 3D kartiranje in slikanje. Z njim lahko izmerite globino prostora ali ustvarite 3D model predmeta ali osebe. Naprava daje cenovno ugodno 3D ustvarjanje v roke tako potrošnikom kot razvijalcem. Toda ali bo ta naprava ukinila dražje 3D skenerje? Ne takoj, ima pa potencial.

Priporočeni videoposnetki

Prvi pogled na senzor okcipitalne strukture

Kickstarted

Strukturnemu senzorju sledimo že od njegove zasnove izdelek Kickstarter, lani pa smo celo videli zgodnjo predstavitev.

Strukturni senzor vam bo omogočil ustvarjanje 3D modelov vaših najljubših predmetov ali ljudi.

Strukturni senzor je ustvaril Okcipitalni, podjetje s sedežem v Boulderju, Colo. in San Francisco. Čeprav Occipital morda ni domače ime, ste morda že slišali zanj
RedLaser, njegove aplikacije za skeniranje črtne kode, ki jo je kupil eBay. Podjetje je tudi naredilo 360 panorama, ena prvih mobilnih aplikacij za zajemanje panoramskih slik v realnem času.

Po poročanju Occipitala se je podjetje odločilo, da bo računalniški vid osredotočilo na mobilne naprave po eksperimentiranju z Microsoftovim Kinectom. Ko so ga povezali z osebnim računalnikom, so lahko inženirji podjetja s Kinectom preslikali notranja okolja. Ovira pri uporabi Kinectove tehnologije je bila, da je bila privezana na vrhunsko namizje, zato je ekipa poskušala narediti prenosno enoto, ki bi delovala z mobilnimi napravami z nižjo porabo energije. Tako so ustvarili Structure Sensor, ki je zbral več kot milijon dolarjev in postal ena najuspešnejših Kickstarter kampanj doslej.

Kaj točno je strukturni senzor?

To je prvi 3D senzor na svetu za mobilno napravo. Kljub dokončani strojni opremi, ki je zdaj v prodaji, je strukturni senzor še vedno v teku. Razvija se nova programska oprema, ki uporablja zmožnosti 3D zaznavanja naprave.

Čeprav je strojna oprema videti preprosta, je tehnologija zapletena. Evo, kako to opisuje Occipital:

»Senzor strukture uporablja strukturirano svetlobo za zajemanje podatkov o globini. Strukturirana svetloba uporablja laserski projektor za ustvarjanje natančnega vzorca tisočih nevidnih infrardečih pik na predmete in prostore. Nato uporabi frekvenčno usklajeno infrardečo kamero, da posname, kako se vzorec spreminja, in tako razume geometrijo teh predmetov in prostorov. Posledično lahko strukturni senzor ustvari globinski tok VGA pri 30 slikah na sekundo, pri čemer vsaka slikovna pika predstavlja natančno razdaljo do točke v resničnem svetu.«

Notranjost senzorja okcipitalne strukture

To je nekoliko tehnično, a za potrošnike si samo predstavljajte, kako deluje Microsoftov Kinect – kako sledi vašemu gibanju – in dobili boste koncept. Razlika je v tem, da je mobilna (s pomočjo iPada) in ima lastno baterijo.

Occipital ga nerad imenuje 3D-skener, vendar je 3D-senzor, ki se lahko uporablja za namene 3D-skenerja. Prva večja aplikacija, ki uporablja strukturni senzor, je ItSeez3D, ki združuje podatke iz senzorja in barvne informacije iz kamere iPada za ustvarjanje realističnih 3D modelov. Occipital navaja tudi preslikavo notranjega prostora (na primer zbiranje mer sobe), razširjeno in navidezno resničnost igre in skeniranje telesa (za fitnes ali kot virtualna garderoba) kot nekatere od aplikacij, ki lahko uporabljajo senzor tehnologija.

Skeniranje predmeta senzorja okcipitalne strukture
Skeniranje predmeta senzorja okcipitalne strukture

Za razvijalce ta cenovno ugodna in dostopna naprava ponuja nov način za ustvarjanje aplikacij in storitev (predstavljajte si podjetje za video igre z njegovo uporabo za hitrejše in lažje upodabljanje likov in predmetov za prihajajoči naslov), vendar je za potrošnike še vedno preveč nov za množično uporabo uporaba. Če ste pripravljeni odšteti nekaj sto dolarjev za tehnologijo, ki jo boste zgodaj sprejeli, vam bo strukturni senzor omogočil ustvarjanje 3D modeli vaših najljubših predmetov ali ljudi in vam omogočajo, da doživite začetke potrošniškega 3D-skeniranja, ki je na način.

Nastavitev senzorja

Odvisno od iPada, ki ga imate, je senzor strukture opremljen z ustreznim nosilcem, ki se pripne na stran tablice; zapah ga dobro pritrdi na mestu, vendar ga je enostavno odpreti, če ga na primer ne shranite pravilno v vrečko. Bližina senzorja do kamere iPad omogoča aplikacijam, da zajamejo informacije o barvah, ki se uporabljajo s podatki o 3D globini, kot smo omenili pri aplikaciji ItSeez3D. Ni gumbov, s katerimi bi se lahko zmešali; ko je nosilec vklopljen, preprosto priključite kabel na vrata Lightning na iPadu in katera koli povezana aplikacija bo prepoznala senzor.

Za potrošnike bo strukturni senzor deloval samo z iPad četrte generacije, iPad Air in iPad Mini z Retina. Ne glede na nosilec, ki ga dobite (polne velikosti ali mini), boste morali narediti nekaj preprostega DIY, ki vključuje privijanje senzorja na nosilec z majhnimi vijaki. Če ste kdaj morali delati z majhnimi vijaki, potem veste, kako razburljivo je lahko, če enega izgubite – pazite, ko sestavljate.

Dok za senzor okcipitalne strukture
Kabel okcipitalnega senzorja strukture
Zadnji zgornji kot senzorja okcipitalne strukture

Če ste razvijalec, vam bo Occipital prodal izbirni kabel USB Hacker, ki vam omogoča povezavo senzorja s katero koli podprto napravo USB, ki poganja Android, Windows, Linux in OS X. Razvijalci, kot so izdelovalci aplikacij, lahko ustvarijo podporo za tablične računalnike Android, na primer z uporabo razpoložljivih odprtokodnih gonilnikov in specifikacij, ki jim omogočajo 3D-tiskanje lastnih oklepajev. Medtem ko senzor strukture izvirno podpira izbrane iPade in Xcode (jezik kodiranja, ki ga uporabljajo aplikacije za iOS), tisti z znanjem in izkušnjami lahko uporabijo odprti komplet za razvoj programske opreme, da senzor deluje z operacijskim sistemom, ki ni iOS naprave.

Pomanjkanje aplikacij

Kot smo že omenili, je na voljo zelo malo aplikacij, ki izkoriščajo prednosti senzorja, vsaj trenutno. Ker je tako nova, so razvijalci aplikacij verjetno še vedno zaposleni z ustvarjanjem programske opreme. Ko kupite senzor strukture, dobite aplikacijo Structure, dokaj osnovno aplikacijo za iPad, ki vam omogoča merjenje razdalje, preverjanje baterije senzorja in pretakanje 3D pogleda v računalnik prek Wi-Fi.

Occipital ima tudi nekaj vzorčnih aplikacij, ki vam pokažejo, kaj je mogoče s senzorjem:

  • Skener prikazuje, kako je mogoče predmet skenirati
  • Prinesi je igra razširjene resničnosti in Fizika žoge je simulator razširjene resničnosti
  • Gledalec je "vizualizator neobdelanih podatkov"

Vse aplikacije so brezplačne, vendar so zelo omejene v svoji uporabnosti, razen da pokažejo, kaj lahko naredi senzor.

ItSeez3D je naša najljubša aplikacija, vendar je vpletena

Trenutno najbolj razvita aplikacija, ki je na voljo, je ItSeez3D podjetja ItSeez, ki se ukvarja s 3D računalniškim vidom. Z uporabo podatkov senzorja o globini in barvnih informacij iz kamere iPada lahko ItSeez3D ustvari 3D modele predmetov in ljudi, ki jih lahko naložite, objavite in vdelate na spletna mesta prek spletnega 3D gledalec Sketchfabali po e-pošti pošljite datoteke (PLY in OBJ) za uporabo v programih za 3D upodabljanje.

Obetavno orodje za razvijalce in navdušene 3D navdušence.

mi prvič predvajan z aplikacijo ItSeez3D brez senzorja, in bili smo presenečeni nad tem, kako realistični in podrobni so bili videti vzorčni skeni, zato smo bili navdušeni, da smo se sami preizkusili v 3D-skeniranju. Na žalost sprva nismo mogli ustvariti modelov, ki bi izgledali tako dobro kot vzorci. Skeniranje predmeta zahteva, da se premikate okoli njega; kot to počnete, senzor meri predmet, da ustvari 3D-mrežo, medtem ko z vsakim premorom kamera iPad-a posname fotografijo visoke ločljivosti za informacije o barvah in za prekrivanje na vrhu 3D-modela. Ko se premikate za 360 stopinj okoli predmeta ali osebe, vam indikator spodaj levo prikazuje potek skeniranja; prikaže tudi območja, kjer manjkajo podatki, ki jih lahko premaknete nazaj na to mesto za ponovno skeniranje. Več obračanja in skeniranja naredite, več informacij je zajetih, in ko doseže 100 odstotkov, lahko ustavite in začnete postopek upodabljanja.

Težava je v tem, da se postopek sliši lažji, kot je v resnici. Pogosto bi senzor izgubil podatke o "ravnini" ali pa ne bi mogel natančno določiti, kaj je del predmeta in kaj ne. Pri nekaterih naših 3D skeniranjih smo opazili, da manjkajo deli ali da je zajeto nekaj, kar ni del tega. 3D skeniranje iMac-a je bilo popačeno, ker je bilo toliko enotnosti in pomanjkanja kontrasta. Postopek kroženja predmeta prav tako traja nekaj časa in nikoli ne vemo, kdaj bo dejansko posnel fotografijo, ko se ustavimo. Poleg tega so bili časi, ko je aplikacija izgubila stik s senzorjem; kabel morate samo ponovno priključiti. Bolj smo bili uspešni pri skeniranju glav ljudi: senzor in aplikacija nista imela težav pri upodabljanju skeniranja sodelavca, čeprav tudi to ni bilo popolno.

Lego za skeniranje okcipitalnega strukturnega senzorja
Model skeniranja senzorja okcipitalne strukture

Da bi ugotovili, zakaj nismo dosegali želenih rezultatov, smo si ogledali nekaj videoposnetkov iz ItSeeza in preverili nasvete v meniju Pomoč, ki prikazuje ugotovite, kaj morate storiti, na primer osvetlitev in podlaganje časopisa pod predmet, da ga senzor lažje izloči iz ozadja in površino. Ugotovili smo, da gre le za osvetlitev, in v drugem poskusu smo dosegli boljše rezultate. Poskrbeli smo, da je bil objekt dobro osvetljen z vseh strani in postavili smo majhno okroglo mizo, ki nam je omogočala boljše manevriranje okoli njega. Tokrat so naši pregledi izšli bolj popolni in podrobni, čeprav je nekaj še vedno na nekaj mestih izgledalo »izklopljeno«. Optično prebrali smo nekaj plišastih živali iz otroštva in videti svoje najljubše igrače, ovekovečene kot 3D-predmet, je lahko nekoliko sentimentalno in osupljivo. Skeniranje banke kovancev se je izkazalo najbolje, čeprav je temno in enobarvno; mislimo, da je osvetlitev zelo pomagala. Ugotovili smo, da sam strukturni senzor ne bo vsakič zagotovil popolnega skeniranja in potrebovali boste dobro nastavitev, ki vključuje ustrezno osvetlitev. Postopek 3D skeniranja ni enkraten posel – zahtevalo bo več poskusov.

Ko je skeniranje končano, se informacije naložijo v strežnike v oblaku ItSeez. Po približno 5 minutah vam bo 3D model poslan nazaj. Skene lahko pošljete po e-pošti za nadaljnje urejanje v programski opremi, ki podpira 3D, kot je Maya, AutoCAD ali Blender, ali pa jih naložite v Sketchfab, kot je naša mačja banka zgoraj. Datoteko OBJ lahko naložite tudi v Shapeways, spletno tržnico 3D, ki vam bo pomagala pretvoriti vaše 3D-skene v dejanski 3D-model. V bližnji prihodnosti pa bo ItSeez morda v aplikacijo vgradil možnost 3D-tiskanja vaših predmetov ali drugo aplikacijo. Čeprav je za potrošnike dokaj omejeno, je videti predmet ali osebo, spremenjeno v tretjedimenzionalni predmet (tudi če je slab), kul.

Zaključek

Nobenega dvoma ni, da 3D-skeniranje (in tiskanje) postaja vse bolj dostopno in dostopno, naprave, kot je Structure Sensor, pa bodo to pomagale uvesti potrošnikom in razvijalcem. Toda strukturni senzor tudi kaže, da je ta vrsta 3D skeniranja še v povojih. Ne gre za to, da je naprava slaba ali da aplikacije ne delujejo, vendar je trenutno uporaba za potrošnike omejena in še vedno obstajajo stvari, ki jih je mogoče izboljšati. Kljub temu smo se z njim zabavali in čudovito je videti, kako se vsakdanji predmeti spremenijo v 3D modele preprosto z uporabo dodatka za iPad.

Ker Occipital še naprej izboljšuje izdelek in se v nadaljevanju uvaja več aplikacij (ne za omenite druge konkurenčne izdelke in tehnologije, ki so v pripravi), bi lahko bilo nekaj lepih aplikacije. Do takrat je strukturni senzor obetavno orodje za razvijalce in navdušene 3D-navdušence, vendar je za večino ljudi še vedno na začetku uporabe.

Priporočila urednikov

  • Kako narediti 3D fotografijo iz skoraj katerega koli pametnega telefona
  • Photoshop za iPad ima končno zaznavanje robov - tukaj je, kako ga uporabljati
  • Ali je iPad Pro pripravljen na pravo urejanje fotografij? Opustil sem svoj MacBook, da bi izvedel
  • Ta A.I. aplikacija pretvori katero koli fotografijo v 3D, dvojne leče niso potrebne
  • Photoshop za iPad omogoča izbire z enim dotikom in naredi otroški korak k moči namizja