Occipital struktursensor: 3D-skanning för mainstream

Att skriva ut 3D-objekt har alltid känts som en skrämmande och dyr affär, men vi börjar se 3D-skrivare sjunka avsevärt i pris. Problemet är att det fortfarande är svårt att skapa något att skriva ut på en 3D-skrivare.

Stiga på struktursensorn ($380), en gadget som förvandlar din iPad till en 3D-kartläggnings- och bildenhet. Du kan använda den för att mäta djupet i ett rum eller skapa en 3D-modell av ett objekt eller en person. Enheten lägger prisvärt 3D-skapande i händerna på både konsumenter och utvecklare. Men kommer den här enheten att lägga dyrare 3D-skannrar i konkurs? Inte direkt, men det har potential.

Rekommenderade videor

Occipital Structure Sensor första titt video

Kickstartade

Vi har följt struktursensorn sedan den skapades som en Kickstarter-produkt, och vi såg till och med en tidig demo förra året.

Struktursensorn låter dig skapa 3D-modeller av dina favoritobjekt eller personer.

Struktursensorn skapades av Occipital, ett företag baserat i Boulder, Colo. och San Francisco. Även om Occipital kanske inte är ett känt namn, kanske du har hört talas om
RedLaser, dess streckkodsskanningsapp som förvärvades av eBay. Företaget gjorde också 360 Panorama, en av de första mobilapparna som tar panoramabilder i realtid.

Enligt Occipital bestämde sig företaget för att koncentrera datorseendet till mobila enheter efter att ha experimenterat med Microsofts Kinect. Genom att ansluta den till en PC kunde företagets ingenjörer kartlägga inomhusmiljöer med Kinect. Barriären för att använda Kinects teknologi var att den var kopplad till en avancerad dator, så teamet försökte göra en bärbar enhet som fungerar med mobila enheter med lägre effekt. Så de skapade Structure Sensor, som samlade in mer än 1 miljon dollar, och blev en av de mest framgångsrika Kickstarter-kampanjerna någonsin.

Vad är struktursensorn, exakt?

Detta är världens första 3D-sensor för en mobil enhet. Trots den färdiga hårdvaran som nu finns till försäljning, är struktursensorn fortfarande ett mycket pågående arbete. Ny mjukvara utvecklas som använder enhetens 3D-avkänningsmöjligheter.

Lika enkel som hårdvaran ser ut är tekniken komplicerad. Så här beskriver Occipital det:

"Struktursensorn använder strukturerat ljus för att fånga djupdata. Strukturerat ljus använder en laserprojektor för att gjuta ett exakt mönster av tusentals osynliga infraröda punkter på föremål och utrymmen. Den använder sedan en frekvensmatchad infraröd kamera för att registrera hur mönstret förändras, och därigenom förstår geometrin hos dessa objekt och utrymmen. Som ett resultat kan struktursensorn generera en VGA-djupström med 30 bilder per sekund, där varje pixel representerar ett exakt avstånd till en punkt i verkligheten.”

Occipital struktursensor interiörkarta

Det är lite tekniskt, men för konsumenter, föreställ dig bara hur Microsofts Kinect fungerar – hur den spårar din rörelse – så får du konceptet. Hur det är annorlunda är att den är mobil (med hjälp av en iPad) och den har sitt eget batteri.

Occipital är ovilliga att kalla det en 3D-skanner, men det är en 3D-sensor som kan användas för 3D-skanningsändamål. Den första stora appen som använder struktursensorn är ItSeez3D, som kombinerar data från sensorn och färginformation från iPads kamera för att skapa realistiska 3D-modeller. Occipital listar också kartläggning av inre utrymmen (samlar till exempel mått på ett rum), förstärkt verklighet och virtuell verklighet spel och kroppsskanning (för träning eller som ett virtuellt omklädningsrum) som några av de applikationer som kan använda sensorn teknologi.

Occipital Structure Sensor Object Scan
Occipital Structure Sensor Object Scan

För utvecklare erbjuder denna prisvärda och lättillgängliga enhet ett nytt sätt att skapa appar och tjänster (föreställ dig ett videospelsföretag använder det för att rendera karaktärer och objekt snabbare och enklare för kommande titel), men för konsumenter är det fortfarande för nytt för massa användande. Om du är villig att betala några hundralappar för tidig teknik, låter struktursensorn dig skapa 3D modeller av dina favoritobjekt eller personer, och låter dig uppleva början av konsument 3D-skanning som finns på sätt.

Inställning av sensorn

Beroende på vilken iPad du har kommer struktursensorn med ett matchande fäste som fästs på sidan av surfplattan; en spärr håller den väl på plats, men det är lätt att den lossnar om du till exempel inte förvarar den ordentligt i en påse. Sensorns närhet till iPads kamera gör att appar kan ta färginformation som kan användas med 3D-djupdata, som vi nämnde med ItSeez3D-appen. Det finns inga knappar att bråka med; när fästet är på ansluter du helt enkelt kabeln till iPads Lightning-port och alla associerade appar kommer att känna igen sensorn.

För konsumenter kommer struktursensorn bara att fungera med fjärde generationens iPad, iPad Air och iPad Mini med Retina. Oavsett vilken konsol du får (full storlek eller mini), måste du göra några enkla gör-det-själv som involverar att skruva fast sensorn på fästet med små skruvar. Om du någonsin har behövt arbeta med små skruvar vet du hur irriterande det kan bli om du tappar en - var försiktig när du monterar.

Occipital Structure Sensor docka
Occipital struktursensorkabel
Occipital struktursensor bakre övre hörnet

Om du är en utvecklare kommer Occipital att sälja dig en valfri USB Hacker-kabel som låter dig ansluta sensorn till valfri USB-enhet som stöds som kör Android, Windows, Linux och OS X. Utvecklare, som apptillverkare, kan bygga stöd för Android-surfplattor, till exempel genom att använda tillgängliga drivrutiner med öppen källkod och specifikationer som gör att de kan 3D-skriva ut sina egna parenteser. Medan Structure Sensor inbyggt stöder utvalda iPads och Xcode (kodningsspråket som används av iOS-appar), de med know-how kan använda det öppna mjukvaruutvecklingspaketet för att få sensorn att fungera med icke-iOS enheter.

Brist på appar

Som vi nämnde finns det väldigt få appar tillgängliga som drar fördel av sensorn, åtminstone just nu. Eftersom det är så nytt är apputvecklare förmodligen fortfarande upptagna med att skapa programvara. När du köper Structure Sensor får du Structure-appen, en ganska enkel iPad-app som låter dig mäta avstånd, kontrollera sensorns batteri och strömma en 3D-vy till en dator via Wi-Fi.

Occipital har också några exempelappar som visar dig vad som är möjligt med sensorn:

  • Scanner visar hur ett objekt kan skannas
  • Hämta är ett augmented reality-spel och Bollfysik är en simulator för förstärkt verklighet
  • Visare är en "rådatavisualiserare"

Apparna är alla gratis, men de är mycket begränsade i sin användbarhet förutom att visa vad sensorn kan göra.

ItSeez3D är vår favoritapp, men den är inblandad

Den mest utvecklade appen som finns tillgänglig nu är ItSeez3D från ItSeez, ett 3D-datorvisionföretag. Med hjälp av sensorns djupdata och färginformation från iPads kamera kan ItSeez3D skapa 3D modeller av objekt och personer som du kan ladda upp, publicera och bädda in på webbplatser via online 3D visare Sketchfab, eller e-posta filerna (PLY och OBJ) för användning i 3D-renderingsprogram.

Ett lovande verktyg för utvecklare och hardcore 3D-entusiaster.

Vi spelade först med ItSeez3D-appen utan sensorn och blev förvånade över hur realistiska och detaljerade provskanningarna såg ut, så vi blev peppade på att prova vår egen 3D-skanning. Tyvärr kunde vi först inte skapa modeller som såg lika bra ut som proverna. Att skanna ett objekt kräver att du flyttar runt det; medan du gör, mäter sensorn objektet för att skapa ett 3D-nät, medan iPads kamera med varje paus tar ett högupplöst fotografi för färginformation och för att lägga över 3D-modellen. När du rör dig 360 grader runt ett föremål eller en person visar en indikator längst ner till vänster dig hur skanningarna fortskrider; den visar dig också områden där data saknas, som du kan flytta tillbaka till den positionen för att skanna igen. Ju fler rotationer och skanningar du gör, desto mer information fångas in, och när den når 100 procent kan du stoppa och påbörja renderingsprocessen.

Problemet är att processen låter lättare än den faktiskt är. Ofta förlorar sensorn "plan" data, eller kan inte exakt bestämma vad som är en del av objektet och vad som inte är det. I några av våra 3D-skanningar märkte vi att delar saknades eller att det fångade något som inte är en del av det. En 3D-skanning av en iMac blev förvrängd eftersom det var så mycket enhetlighet och brist på kontrast. Processen att cirkla föremål tar också ett tag, och vi vet aldrig när det faktiskt kommer att ta ett foto när vi pausar. Dessutom fanns det tillfällen då appen tappade kontakten med sensorn; du behöver bara återansluta kabeln. Vi hade bättre framgång med att skanna människors huvuden: Sensorn och appen hade inga problem med att göra en skanning av en kollega, även om inte ens det var perfekt.

Occipital Structure Sensor skannar lego
Occipital Structure Sensor skanningsmodell

För att ta reda på varför vi inte uppnådde önskvärda resultat tittade vi på några videor från ItSeez och kollade tipsen i hjälpmenyn som visar du vad du behöver göra, som att tända och lägga tidningspapper under föremålet för att hjälpa sensorn att plocka ut det från bakgrunden och yta. Vi insåg att allt handlar om belysning, och i ett annat försök fick vi bättre resultat. Vi såg till att ett föremål var väl upplyst från alla håll och vi ställde upp ett litet runt bord som gjorde det möjligt för oss att bättre manövrera runt det. Den här gången blev våra skanningar mer kompletta och detaljerade, även om några fortfarande såg "bortfallande" ut på några ställen. Vi skannade några gosedjur från barndomen, och att se dina favoritleksaker föreviga som ett 3D-objekt kan vara lite sentimentalt och häftigt. En skanning av en myntbank kom bäst ut, trots att den var mörk och enfärgad; belysningen, tror vi, hjälpte mycket. Vi insåg att struktursensorn ensam inte ger perfekta skanningar varje gång, och du behöver en bra inställning som involverar rätt belysning. 3D-skanningsprocessen är inte en engångsaffär – den kommer att kräva flera försök.

När en skanning är klar laddas informationen upp till ItSeez molnservrar. Efter cirka 5 minuter skickas en 3D-modell tillbaka till dig. Du kan e-posta skanningarna för ytterligare redigering i 3D-kompatibel programvara som Maya, AutoCAD eller Blender, eller ladda upp till Sketchfab, som vår kattbank ovan. Du kan också ladda upp OBJ-filen till Shapeways, en 3D-marknadsplats online som hjälper dig att förvandla dina 3D-skanningar till en verklig 3D-modell. Inom en snar framtid kan dock ItSeez bygga in i appen möjligheten att få dina objekt 3D-utskrivna eller annan applikation. Även om det är ganska begränsat för konsumenter, är det coolt att se ett objekt eller en person förvandlas till ett tredjedimensionellt objekt (även om det är ett dåligt sådant).

Slutsats

Det råder ingen tvekan om att 3D-skanning (och utskrift) blir mer överkomlig och tillgänglig, och enheter som struktursensorn kommer att hjälpa konsumenter och utvecklare att inleda det. Men struktursensorn visar också att den här typen av 3D-skanning fortfarande är i sin linda. Det är inte så att enheten är dålig eller att apparna inte fungerar, men just nu finns det begränsad användning för konsumenterna och det finns fortfarande saker som kan förbättras. Men vi hade fortfarande kul när vi använde det, och det är fantastiskt att se vardagsföremål förvandlas till 3D-modeller helt enkelt genom att använda ett iPad-tillbehör.

När Occipital fortsätter att förbättra produkten och fler appar introduceras längre fram (inte till nämna andra konkurrerande produkter och teknologier som är på gång), kan det finnas några snygga applikationer. Fram till dess är Structure Sensor ett lovande verktyg för utvecklare och hardcore 3D-entusiaster, men det är fortfarande ett område för tidig adoption för de flesta.

Redaktörens rekommendationer

  • Hur man tar ett 3D-foto från nästan vilken smartphone som helst
  • Photoshop för iPad har äntligen Edge Detection - så här använder du det
  • Är iPad Pro redo för riktig fotoredigering? Jag lämnade min MacBook för att ta reda på det
  • Denna A.I. app konverterar alla bilder till 3D, inga dubbla linser krävs
  • Photoshop för iPad får val med en knapptryckning, tar ett litet steg mot skrivbordskraft