Structure Sensor 3D-Scanner im Test

REVIEW – Der Marktanteil des iPads lag in den letzten Jahren zwischen 20 und 30 %. Stellen Sie sich vor, wie anders unsere Welt und unsere Erfahrungen wären, wenn jede dieser Kameras über eine 3D-Erfassungsfunktion verfügen würde. Der Structure Sensor ist ein Aufsatz für das iPad, mit dem 3D-Informationen erfasst werden können. Lies weiter, um zu sehen, was ich denke!

Was ist das?

Der Struktursensor ist ein Aufsatz für ein iPad, funktioniert aber auch mit anderen Tablets und iPhones und kann so modifiziert werden, dass er mit eigenständigen Anwendungen funktioniert. Er enthält zwei Infrarot-LEDs, einen Projektor für strukturiertes Infrarotlicht und eine Infrarotkamera. Die Struktur projiziert ein einzigartiges Infrarotmuster aus Punkten vor sich, und die Infrarotkamera erfasst das projizierte Muster, wenn es von Objekten reflektiert wird. Die scheinbaren Schwankungen in der Position der erfassten Punkte werden von einer Software interpretiert, um die relative Position eines erfassten Bildes zu bestimmen. Die nachstehende Grafik von Paul Kah von der Technischen Universität Lappeenranta, Fachbereich Maschinenbau, veranschaulicht die Technik in einem Cartoon.

Der Struktursensor verwendet Bilder von der in das iPad eingebauten Kamera, daher ist die Ausrichtung des Struktursensors auf die eingebaute Kamera entscheidend. Der Struktursensor verfügt über eine speziell entwickelte Halterung, um die Ausrichtung zu gewährleisten. Die Sensorsoftware nutzt auch den Beschleunigungsmesser, den Kompass und die Rechenleistung des iPads, um die 3D-Bilder zu erzeugen.

Was ist im Karton?

Mein Arbeitgeber hat dieses Gerät gekauft, daher habe ich den Karton nicht gesehen, in dem es geliefert wurde. Die folgende Beschreibung stammt von der Structure-Website:

Design und Eigenschaften

Der Structure Sensor ist ein Gerät aus eloxiertem Aluminium mit einer Glasfront und einer Kunststoffrückseite. Die Rückseite ist so konzipiert, dass sie in eine Halterung passt oder aufgeschraubt werden kann, mit der sie am iPad befestigt wird. Der Struktursensor verfügt über eine eigene interne Batterie, um die Lebensdauer der iPad-Batterie zu schonen. An der Unterseite der Kamera befindet sich ein Anschluss für das zugehörige Netzladegerät. Eine LED-Anzeige auf der Glasfläche des Struktursensors pulsiert, wenn der Akku des Struktursensors geladen wird. Sobald der Akku vollständig aufgeladen ist, leuchtet die LED-Anzeige kontinuierlich, bis das Netzladegerät abgetrennt wird.

Es gibt auch einen Anschluss für das Datenkabel zum Lightning-Adapterkabel

Wenn der Struktursensor mit einem Nicht-iPad-Gerät verwendet wird, kann ein separates Kabel erworben werden, das mit einem USB-Typ-A-Anschluss endet. Dieses Kabel kann auch mit einem USB-Netzadapter verwendet werden, um den Struktursensor aufzuladen, und lädt den Akku schneller auf als der Standard-Netzadapter.

Wenn der Sensor auf der Rückseite eines Geräts eingeklinkt und mit der speziellen Datenverbindung zum Gerät verbunden wird, sieht es aus wie ein Trick, um eine nicht funktionierende Kamera zu reparieren. Technisch gesehen ist es vergleichbar mit dem Anbringen einer Microsoft Kinect auf der Rückseite des iPads. Dennoch sind die Halterung und die Kamera stabil, wenn sie angebracht sind, und funktionieren so, als ob der Structure Sensor ein integraler Bestandteil des Tablets wäre.

Das größte Merkmal des Structure Sensors ist, dass er als eigenständige Hardware und nicht als Zusatzgerät für ein bestimmtes Programm entwickelt wurde. Occipital, die Hersteller des Structure Sensors, haben schon sehr früh ein SDK für die Hardware veröffentlicht. Diese Entwicklungsphilosophie trägt dazu bei, diese Hardware als gut unterstütztes Zubehör für das iPad zu etablieren. Es gibt über 80 Apps, die für den Structure Sensor entwickelt wurden (Stand Dezember 2018).

Schnelles 3D-Scannen von Objekten und Personen und 3D-Scannen von Innenräumen waren die Funktionen, die ich verwendet habe. Der Sensor kann auch mit einem Virtual-Reality-Headset kombiniert werden, um Augmented-Reality-Erlebnisse zu ermöglichen, die eine echte Integration der 3D-Umgebung beinhalten.

Ich werde über zwei der Apps sprechen, die ich mit dem Sensor verwenden konnte.

Scanner – Structure Sensor Sample

Mit der Scanner-App können Sie 3D-Modelle von Objekten und Personen erfassen, indem Sie einfach mit Ihrem iPad und dem Structure Sensor-Zubehör um sie herumgehen. Erfasste Objekte können per E-Mail verschickt werden (verwendet das OBJ-Format). Die Kamera sammelt auch Farbinformationen, um eine Texturdatei zu erstellen. Beim Scannen erzielte ich die besten Ergebnisse, indem ich das iPad auf und ab bewegte, um das gesamte Modell zu erfassen, und dann sicherstellte, dass ich bestimmte Bereiche, wie z. B. das Gesicht, auf einmal erfasste, damit das iPad das beste Ergebnis lieferte, wenn die Daten zusammengefügt wurden. Es ist wichtig, Geduld zu haben; wenn man zu schnell arbeitet, wird das Modell nicht richtig zusammengesetzt. Ich mache von jedem meiner Kinder ein Modell. Sie können sehen, dass das Modell, das ich von den Haaren meines Sohnes gemacht habe, bei einem meiner früheren Versuche beschädigt ist.

Nach einiger Übung hatte ich den Dreh raus und konnte beide meiner Kinder ohne Modellfehler erfassen. Hier ist ein Modell meiner Tochter.

Das vollständige Modell können Sie hier ansehen. Die Modelle werden in den Windows 10, 3d Builder in der falschen Ausrichtung und mit einem Fehler importiert, aber die Ausrichtung kann gedreht werden und der Fehler wird vom Programm behoben.

Canvas

Canvas ist eine weitere App für den Structure Sensor. Mit dieser App kann ein Raum in 3D gerendert werden, und es besteht die Möglichkeit, den 3D-Scan in eine CAD-Datei (computergestütztes Design) umzuwandeln, so dass Architekten und Bauherren die erfassten Maße als Ausgangspunkt für Änderungen verwenden können.

Ich beschloss, einen Flur im Erdgeschoss meines Hauses zu modellieren, der eine Reihe von Türen und einen Garderobenbereich hat, um die Fähigkeiten des Geräts zu testen. Ich hatte einige Richtlinien, auf die ich mich stützen konnte, aber seither habe ich die Renderings gemacht und jetzt wurde ein Video über den Scanvorgang von Occipital veröffentlicht. Das folgende Video vermittelt einen Eindruck davon, wie die Software zu benutzen ist.

Wenn man sich erst einmal mit der Software vertraut gemacht hat, macht der ganze Prozess richtig Spaß. Die Software zeigt die Darstellung des Raums an, indem sie ihn scheinbar mit einem weißen Schaum bedeckt. Das Endergebnis ist, dass der gesamte gescannte Bereich aussieht, als wäre er mit Rasierschaum oder Marshmallow bedeckt.

Hier sind einige Bilder und Screenshots, die ich von dem Erfassungsprozess gemacht habe.

Dies zeigt einen Screenshot vom anderen Ende des Flurs.

Anstatt das Kamerabild zu zeigen, ist es möglich, die in Falschfarben gerenderte Tiefenansicht des Bildes zu zeigen

Die von mir erstellten Modelldateien enthalten das Treppenhaus, das nach oben führt.

Hier ist eine Ansicht der Treppe aus dem entgegengesetzten Winkel.

Das ist mein bestes Rendering. Die übrigen folgenden Versuche haben einige Mängel. Einige, wie die Aufnahme mit einem unvollständigen Fußboden, würden sich gut für die Umwandlung in ein CAD-Modell eignen.

Beide Seiten ganz schief

Schwebender Garderobenständer

Klapprige Decke

Gut, aber einige fehlende Wände

Unvollständiger Fußboden

Eine Seite schief

Beim Scannen gedreht

Wie die Scanner-App, importieren die Modelle in den Windows 10, 3d Builder in der falschen Ausrichtung und mit einem Fehler, aber die Ausrichtung kann gedreht werden und der Fehler wird vom Programm behoben. CloudCompare ist eine gute plattformübergreifende Alternative, hat ein portables Build und hat keine Probleme beim Importieren.

Was ich mag

Was verbessert werden muss

• Lern Kurve
• Kosten
• Die Klebehalterung kann die Verwendung der Kamera einschränken
• Die Kamera kann nicht mit einem Gehäuse verwendet werden

Abschließende Gedanken

Mit dem Struktursensor, kann man mit dem iPad eine ganz neue Dimension erleben.