Rassegna dello scanner 3D Structure Sensor

REVIEW – La quota di mercato dell’iPad si è aggirata intorno al 20-30% negli ultimi anni. Immaginate quanto sarebbe diverso il nostro mondo e la nostra esperienza se ognuna di queste fotocamere avesse la capacità di catturare il 3D. Il sensore di struttura è un allegato all’iPad che fornisce la capacità di catturare informazioni 3D. Continuate a leggere per vedere cosa ne penso!

Che cos’è?

Il sensore di struttura è un allegato a un iPad, ma funziona anche con tablet non-iPad, iPhone, e può essere modificato per funzionare con applicazioni standalone. Contiene due LED a infrarossi, un proiettore di luce strutturata a infrarossi e una telecamera a infrarossi. La struttura proietta un modello unico di punti a infrarossi davanti a sé, e la telecamera a infrarossi cattura il modello proiettato mentre viene riflesso dagli oggetti. Le variazioni apparenti nella posizione dei punti catturati sono interpretate da un software per determinare la posizione relativa di un’immagine catturata. Il grafico qui sotto, di Paul Kah della Lappeenranta University of Technology, Dipartimento di Ingegneria Meccanica, illustra la tecnica in un cartone animato.

Il sensore di struttura utilizza immagini dalla fotocamera integrata dell’iPad, quindi l’allineamento del sensore di struttura alla fotocamera integrata è fondamentale. Il sensore Structure fornisce un supporto progettato su misura per garantire l’allineamento. Il software del sensore utilizza anche l’accelerometro, la bussola e la potenza di calcolo dell’iPad per generare le immagini 3D.

Cosa c’è nella scatola?

Il mio datore di lavoro ha acquistato questo dispositivo quindi non ho visto la scatola in cui è arrivato. La seguente descrizione viene dal sito web di Structure:

I sensori di struttura acquistati direttamente dall’Official Structure Sensor Store arriveranno in una confezione regalo, così:

I sensori di struttura acquistati da Amazon.com arriveranno già assemblati, in un nuovo stile “bento box”, che funge anche da custodia per il sensore di struttura, la staffa e i cavi:

A prescindere da dove è stato acquistato, il sensore di struttura dovrebbe arrivare con quanto segue:

  • Un Structure Sensor
  • Un cavo Lightning
  • Un adattatore di alimentazione
  • Un cacciavite magnetico
  • Otto (8) M1.6 viti
  • Un manuale utente

Staffa di precisione con chiusura in alluminio

La staffa di precisione con chiusura in alluminio arriverà in una scatola separata, come questa:

Le staffe di precisione con chiusura in alluminio per iPad Air 2 e iPad Mini 4 arriveranno in una scatola stile “bento”, che funge anche da custodia per il sensore di struttura assemblato, la staffa e i cavi:

Supporto del sensore della struttura per iPad Pro

Il vostro supporto del sensore della struttura iPad Pro dovrebbe arrivare con quanto segue (mostrato dall’alto al basso):

  • Uno strumento di allineamento della staffa
  • Una piastra di base del sensore della struttura
  • Una staffa

Questo è l’aspetto della staffa quando non è attaccata alla fotocamera:

La staffa circonda la fotocamera dell’iPad in modo che una lente a 120 gradi appositamente progettata possa essere installata per l’uso con alcune applicazioni. L’obiettivo della fotocamera potrebbe essere inutilizzabile da altri componenti hardware aggiuntivi se la staffa fissata con un adesivo viene applicata alla parte posteriore dell’iPad.

Design e caratteristiche

Il sensore della struttura è un dispositivo in alluminio anodizzato con un frontale in vetro e un retro in plastica. Il retro è progettato per adattarsi o avvitarsi su una staffa che lo collega all’iPad. Lo Structure Sensor ha una propria batteria interna per preservare la durata della batteria dell’iPad, Il lato inferiore della fotocamera ha una porta per il caricatore AC dedicato. Un indicatore del LED sulla faccia di vetro del sensore della struttura pulserà quando la batteria del sensore della struttura sta caricando. Non appena la batteria è completamente carica, l’indicatore LED sarà illuminato continuamente fino a quando il caricabatterie CA viene scollegato.

C’è anche una porta per il cavo dati al cavo adattatore fulmine

Se il sensore struttura viene utilizzato con un dispositivo non-iPad è possibile acquistare un cavo separato che termina in un connettore USB tipo A. Questo cavo può anche essere utilizzato con un adattatore di alimentazione USB per caricare il sensore di struttura e caricherà la batteria più rapidamente dell’adattatore di alimentazione standard.

Quando il sensore è agganciato alla parte posteriore di un dispositivo e collegato con la connessione dati dedicata al dispositivo, sembra un espediente per riparare una fotocamera inutilizzabile. Tecnicamente è simile a fissare un Microsoft Kinect sul retro dell’iPad. Tuttavia, nonostante le apparenze, la staffa e la fotocamera sono robuste quando sono attaccate e funzionano come se il sensore strutturale fosse parte integrante del tablet.

La più grande caratteristica del sensore strutturale è che è stato progettato come un pezzo di hardware autonomo e non un allegato personalizzato per un programma specifico. Occipital, i produttori del sensore di struttura hanno pubblicato un SDK per l’hardware molto presto. Questa filosofia di sviluppo aiuta a stabilire questo hardware come un accessorio ben supportato per l’iPad. Ci sono oltre 80 app costruite per Structure Sensor a dicembre 2018.

Scansione 3D rapida di oggetti e persone e scansione 3D di spazi interni erano le caratteristiche che ho usato. Il sensore può anche essere combinato con un auricolare di realtà virtuale per fornire esperienze di realtà aumentata che incorporano una reale integrazione dell’ambiente 3D.

Vi parlerò di due delle app che ho potuto utilizzare con il sensore.

Scanner – Structure Sensor Sample

L’app scanner permette di catturare modelli 3D di oggetti e persone semplicemente camminandoci intorno con il vostro iPad e l’accessorio Structure Sensor. Gli oggetti catturati possono essere inviati via e-mail (utilizza il formato OBJ). La fotocamera raccoglie anche le informazioni sul colore per creare un file di texture. Durante la scansione ho ottenuto i migliori risultati muovendo l’iPad su e giù per coprire l’intero modello e poi assicurandomi di catturare aree distinte, come il viso, tutto in una volta in modo che l’iPad fornisca il miglior risultato quando i dati vengono cuciti insieme. Avere pazienza è importante; muoversi troppo velocemente farà sì che il modello non venga assemblato correttamente. Faccio i modelli di ognuno dei miei figli. Potete vedere che il modello che ho fatto dei capelli di mio figlio è corrotto in uno dei miei primi tentativi.

Dopo un po’ di pratica, ci ho preso la mano e sono stato in grado di catturare entrambi i miei figli senza errori di modello. Ecco un modello di mia figlia.

Puoi vedere il modello completo qui. I modelli si importano in Windows 10, 3d builder nell’orientamento sbagliato e con un errore, ma l’orientamento può essere ruotato e l’errore viene risolto dal programma.

Canvas

Canvas è un’altra applicazione per il sensore di struttura. Questa applicazione è progettata per rendere una stanza in 3D e ha un’opzione per avere la scansione 3D convertita in un file CAD (computer-aided design) in modo che architetti e costruttori possano utilizzare le misure acquisite come punto di partenza per le modifiche.

Ho deciso di modellare un corridoio al piano inferiore della mia casa che ha una serie di porte e una zona appendiabiti al fine di testare le capacità del dispositivo. Avevo alcune linee guida su cui basarmi, ma da allora ho fatto i rendering e ora, un video sul processo di scansione è stato pubblicato da Occipital. Il video qui sotto dà un’impressione di come sia l’uso del software.

Una volta acquisita una certa familiarità con l’uso del software, l’intero processo è abbastanza divertente. Il software indica il rendering dello spazio coprendolo apparentemente con una schiuma bianca. Il risultato finale è che l’intera area scansionata sembra ricoperta di crema da barba o marshmallow.

Qui ci sono alcune foto e screenshot che ho fatto del processo di cattura.

Questa mostra uno screenshot dell’altra estremità del corridoio.


Invece di mostrare l’immagine della telecamera, è possibile mostrare la vista di profondità dell’immagine resa in falso colore

I file del modello che ho fatto includono la tromba delle scale che va al piano superiore.

Ecco una vista delle scale dall’angolo opposto.

Questo è il mio miglior rendering. Il resto dei tentativi qui sotto ha qualche difetto. Alcuni, come la cattura con un pavimento incompleto, andrebbero bene per la conversione in un modello CAD.

Entrambi i lati tutti storti

Appendiabiti galleggiante

Soffitto strano

Buono ma manca qualche muro

Pavimento incompleto

Un lato storto

Rotato durante la scansione

Come l’app Scanner, i modelli si importano in Windows 10, 3d builder nell’orientamento sbagliato e con un errore, ma l’orientamento può essere ruotato e l’errore viene risolto dal programma. CloudCompare è una buona alternativa multipiattaforma, ha una build portatile e non ha problemi di importazione.

Cosa mi piace

  • Dispositivo unico
  • Funzioni potenti
  • Sviluppo aperto

Cosa deve essere migliorato

  • Curva di apprendimento curva
  • Costo
  • Il supporto adesivo può limitare l’uso della fotocamera
  • La fotocamera non può essere utilizzata con una custodia

Pensieri finali

Con il sensore di struttura, è possibile sperimentare una dimensione completamente nuova con il tuo iPad.

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