Уникальные возможности 3D сканирования всё активнее используются в самых разных сферах, от индустриального производства и архитектуры до медицины и киноиндустрии. Это побуждает производителей выпускать на рынок всё более совершенные 3D сканеры , многообразие которых можно условно разделить на две большие группы.
- Контактные модели представляют собой устройства, в основе работы которых лежит принцип прямого контакта прибора со сканируемым предметом.
- Бесконтактные сканеры (активные и пассивные) по праву называют самым перспективным решением, поскольку такие устройства способны обеспечить 3D визуализацию моделей, расположенных в труднодоступных для прямого контакта местах. В частности, использование бесконтактных 3D сканеров получило широкое распространение в современной ювелирной отрасли.
Пожалуй, единственный недостаток упомянутых устройств – их высокая стоимость.
Высококлассное оборудование для трёхмерного сканирования обходится сегодня в десятки тысяч долларов, и далеко не каждый поклонник 3D печати способен купить 3D сканер для личного или профессионального использования. На помощь пришли уже ставшие привычными для всех гаджеты – цифровые камеры, а также самые обычные смартфоны.
Встроенный 3D сканер: новый тренд на рынке смартфонов
Естественно, производители не смогли оставить данное обстоятельство без внимания, и по этой причине всё больше известных брендов мобильной техники представляют на суд потребителя новые смартфоны со встроенным сканером.
Так, Apple оснастила свой iPhone компактным 3D сканером с ИК-трансмиттером, а также ресивером, позволяющими моделировать объекты в трёхмерном пространстве в режиме реального времени, просто замеряя расстояние между каждой из тысяч проецируемых микроточек и самим трансмиттером. Интересно то, что любители 3D печати могут использовать такое устройство даже в абсолютно тёмной комнате. Вопрос о выпуске компанией фирменного специализированного софта для 3D моделирования пока остаётся открытым.
Не отстаёт от своего бессменного конкурента и Samsung. Так, южнокорейский производитель оснастил новые смартфоны Galaxy S9 и S9+ не имеющей аналогов фронтальной камерой и ИК-датчиками для 3D сканирования. В планах компании значатся разработка и выпуск на мировой софт-рынок специализированного ПО для моделирования.
Следующая модель, представляющая интерес для владельцев 3D принтеров – один из последних смартфонов Lenovo. Устройство PHAB2 Pro получило массовую популярность не только благодаря супер-функции дополненной реальности Google Tango, но и по причине наличия встроенного 3D сканера, функционирующего со скоростью 250 000 замеров в секунду.
Конечно, перечисленные три модели смартфонов – далеко не единственные устройства, которые заинтересуют пользователей, пока что не имеющих возможности купить 3D сканер для профессионального применения. Помимо этого, на рынке имеются ещё несколько интересных решений, каждое из которых можно назвать довольно перспективным экземпляром.
Укомплектуйте смартфон 3D сканером самостоятельно
К слову, модулем для сканирования объектов в трёхмерном пространстве можно оснастить большинство обычных смартфонов. Для этого достаточно просто установить условно-бесплатное приложение Qlone – 3D Scanning & AR Solution от разработчика EyeCue Vision. Программный продукт предназначен для 3D печати и позволяет сканировать объекты, сохраняя их в различных форматах (STL, PLY и др.) Помимо хорошей камеры, единственным требованием здесь будет наличие специального коврика с сеточной ч/б разметкой, который можно купить или самостоятельно изготовить с помощью 3D принтера .
Подключаемые 3D сенсоры
Наконец, последним способом обзавестись недорогим устройством для сканирования, который мы упомянем в сегодняшнем мини-обзоре, станет покупка Scandy Pro – стороннего ToF-сенсора, подключаемого к смартфону, а также одноимённого мобильного приложения. Система позволяет сканировать объекты с точностью до 0,3 мм, после чего обрабатывать их в CAD (САПР)-программах и напрямую отправлять на печать непосредственно с устройства.
Владельцы iPhone могут также приобрести сверхкомпактный и относительно недорогой подключаемый мини-сканер Eora 3D, управляемый через обычный блютуз и позволяющий сканировать предметы размером до 200 мм.
3D-сканирование было создано для того, чтобы оцифровывать геометрию трехмерного мира, переводить окружающие нас объекты в компьютерные 3D-модели. Однако большинство решений, существующих на сегодняшний день сложны, дороги и громоздки. Поэтому, до последнего времени, создание 3D-моделей отдаленных от сканера объектов, находящихся на улице или, например, хранящихся в музее, было занятием достаточно проблемным.
Но недавно появилась отличная новость – лаборатория компьютерного видения и геометрии разработала приложение, которое превращает практически любой смартфон в 3D-сканер.
В отличие от обычного фотографирования, когда человек стоит на месте, пользователь приложения должен снять объект сканирования обойдя его по кругу. По окончанию съемки проводится обработка полученных данных, и на экране появляется трехмерная модель. Если продолжить съемку, модель будет автоматически дополнена снятыми кадрами и ракурсами, она станет более точной.
Что особенно удобно – так возможность интерактивной доработки модели. Так как весь процесс ее создания происходит тут же, в смартфоне, пользователь в режиме реального времени может получать от приложения информацию о недостающих фрагментах, и сразу же доснимать их.
Марк Поллефейс (Marc Pollefeys), профессор Института Визуальных Вычислений, говорит по поводу преимуществ этой технологии:
Именно эта интерактивная возможность дополнять модель в процессе сканирования выгодно отличает данный метод по сравнению с обычной удаленной облачной обработкой.
Приложение имеет множество удобных настроек
Приложение позволяет прямо на экране смартфона посмотреть на 3D-модель с различных точек зрения и доработать наиболее важные (интересные) области. Практически каждый современный человек всегда имеет под рукой свой телефон, а значит, если установить на него это приложение-сканер, то можно будет получать 3D-модели буквально на ходу, без необходимости использования громоздкого стационарного 3D-сканера.
Программа может предложить пользователю большое количество настроек, таких как, например, съемка в условиях слабой освещенности в музее. Пользователь может быстро создать трехмерную модель музейного экспоната, и потом внимательно изучить его дома. Также, оцифрованную 3D-модель можно сразу же загрузить в облачный сервис для последующей обработки.
Благодаря встроенным датчикам телефона, процесс сканирования стал значительно проще, интуитивно понятнее и надежнее. После начала сканирования, система автоматически определяет нужные моменты для съемки, основываясь на движении пользователя.
Марк Поллефейс говорит:
Всего лишь пару лет назад программное обеспечение такого уровня могло бы работать лишь на мощных стационарных компьютерах. Однако сегодня мы уже смогли оптимизировать его для смартфона, и даже сделать более эффективным.
Повышенная интерактивность для пользователя
В отличие от наиболее распространенных сейчас решений для оцифровки 3D, основанных на создании обычных изображений, новое приложение позволяет определить абсолютный размер сканируемого объекта, а также – его высоту. Из-за высокой сложности вычислений расположения в пространстве сотен тысяч точек поверхности трехмерной модели, при ее визуализации к процессу расчетов привлекается графический сопроцессор смартфона – он позволяет приложению работать быстрее.
Также, эта технология может использоваться для трехмерной оцифровки человеческих лиц, добавляя третье измерение обычным плоским портретам. Имея столь удобный способ получения 3D-моделей, у пользователей появляется возможность копировать любые реальные объекты, создавая их 360° модели. Получившиеся 3D-модели могут быть использованы для различных визуализаций, приложений дополненной реальности или
Contents
Looking for a 3D scanner app for your smartphone? Check out the best 3D scanner apps for Android and iPhone, all of which are fun, accessible, and require no extra hardware to use.
Smartphone Freedom
Scanning using Qlone Source: Qlone
3D scanning with a smartphone is a great alternative to high-priced scanning equipment. With a little bit of clean up, you can recreate some of your favorite physical objects. In this article, we take a look at 7 smartphone apps that’ll more than get you started.
Limitations
Before seeing the list, it’s important to keep the following in mind when using smartphone apps for 3D scanning:
- Time. It’s likely you’ll spend a lot of time trying to get many of these apps to work, and that can be frustrating for people who just want a good scan.
- Effort. In order to extract the best possible quality out of your 3D scans, retouching in software is needed.
- Results. Poor quality images are a common problem with the current generation of 3D scanner apps, as many smartphones lack the necessary hardware for a good scan.
Technology and Operating Systems
Trnio
Trnio in action Source: Sara Carhart
Features:
- Cost: $2.99
- Platform: iOS (11.3 or later)
- Number of ratings: 14
- Rating: 3.4 stars
- Target users: Novices, outdoor lovers
Trnio is a dream to use. You simply tap the camera button in the center of the screen and walk around the object. The screen adds a blue augmented reality (AR) dot every time it takes a picture. Once you have enough photos, you just tap and hold the middle of the screen, and it will start stitching them together. As long as you’re steady, and the object you are scanning has a lot of texture on it, scans normally turn out well.
The app will also scan objects around the target, meaning you’ll have some cleaning up to do. Reliability can also be a small issue, as some scans turn out better than others.
As an additional feature, Trnio incorporates a social platform of sorts. You can follow other users, view other scans, and add friends. It’s interesting to view the featured scans and see how other people’s scans have turned out. And thanks to the app’s “export to Sketchfab” feature, you can download scans from Sketchfab’s website.
Qlone
Qlone"s AR Dome Source: Ethan Sommer / All3DP
Features:
- Cost: Free, but exports to Sketchfab or Shapeways cost $0.99 per 3D scan
- Platforms: iOS (9.0 or later), Android (5.0 and up)
- Number of ratings: 441 (Apple); 734 (Google Play)
- Rating: 4.0 (Apple); 3.0 stars (Google Play)
- Target users: AR/VR content creators, eCommerce showcasers, STEM educators, 3D printing enthusiasts
At first glance, Qlone, from EyeCue Vision Technologies LTD, seems amazing. Built-in AR viewing, easy export to Sketchfab, and even an AR guide to help you scan.
Before you start scanning, you’ll have to print out the Qlone mat. Scanning itself is simple: You simply press the plus button and then move your phone or the object around until the AR dome is clear. Once the software has rendered the model, and you can color and export it.
Another feature of Qlone is that you can take scans in more than one position, and it will merge them for a better scan. Although this feature does help sometimes, scans usually come out with deformed features, especially a distorted top.
One of the downfalls of Qlone is how poor some of the scans are. Although some are recognizable, some smaller models are not as good. The more your object fills up the AR dome, the better the scan will be. The other thing we don’t like about the app is the monetization of the exports. While exporting GIFs, videos, images and to Sketchfab and social media is free, exporting to CGTrader and Shapeways costs $0.99 ($14.99 for three months of unlimited exports). Even exporting an OBJ or STL file isn’t free. Instead, you must either pay a dollar for each export or purchase credits to “unlock” the model.
Scann3D
Features:
- Cost: Free, but a subscription is required if you want to export models
- Platforms: Android (5.0 and up)
- Number of ratings: 3,262
- Rating: 2.9 stars
Overall, Scann3D, from SmartMobileVison, is a definite forerunner. With easy-to-see tracking points, the ability to import images, and exporting to Sketchfab, Scann3D looks good. The app is very clean, easy to use, and overall makes for a good experience. It features “guided scanning” to help make sure that your photos are good, and it really helps.
Something that can be frustrating at times is that the app does take a long time to render a model. On top of that, during testing, the app crashed while it was rendering photos. This was angering, in that it happened after stitching, which itself took a long time. Another point of frustration is that you can’t export models without subscribing to their features.
This 3D scanner app was truly thought out, and it is easy to see why Scann3D would want to monetize their technology. Yet, as with Qlone, there could be a better way to monetize.
Cappy
Cappy"s easy-to-view scans Source: Ethan Sommer / All3DP
Features:
- Cost: Free
- Platforms: iOS (11.0 or later)
- Number of ratings: 28
- Rating: 3.9 stars
- Target users: AR/VR storytellers or creators, novices
Cappy, by Scandy, is more of a social network of scanned creations than anything else. With no way to export, it doesn’t really have a purpose other than being fun. Inside the app, you can view other peoples’ scans in AR, wherever and whenever you want.
If you have an iPhone 10, you can use the front-facing camera to scan objects. The app is very easy to use and is also aesthetically pleasing. Everything is completely free, so you can scan all you want.
One of the downsides is that you can only scan for ten seconds, but since the app has no other purpose than to look at and share models, this is more than enough time. All and all, if you want good exportable scans, this is not the 3D scanner app for you. If, on the other hand, you’re looking for a fun way to scan with your friends, give it a shot!
Heges
Heges in action. Source: Heges App / YouTube
Features:
- Cost: Free
- Platform: iOS (12.0 or later)
- Number of ratings: 64
- Rating: 3.4 stars
- Target users: Professionals
Heges was launched in 2018 and is meant for the iPhone X-series (iPhone X, XS, XR), which comes with the TrueDepth camera. The app has a scanner package that costs $2.99 and can scan in a number of precisions, with the ability to export the 3D models into PLY and STL files. Heges also captures color and features a “Night Mode”, which lets the user scan in a pitch-dark environment. Once you switch to the passive Night Vision, there are no restrictions on the scanner range.
You can share a screen with another Apple device while scanning, as long as the other device has the TrueDepth camera or can install Heges. But if screen sharing is a problem, you can use this mirror holder by Thingiverse user 3dpeteuk, to hold a mirror in front of your camera to see whatever you are scanning. There’s also this rotating 3D scanner , by Andrew Riley, to perform 360° rotation more comfortably.
Heges has a new feature called “Infinite Scanning” that lets you scan infinitely large spaces with the only limitation being the storage space on your phone. The app will give you high-resolution point clouds and may seem tricky to use at first, but it gets easier once you get the hang of it.
One of the limitations of Heges is that the scanner can fail when you start moving too fast or when you try to scan a difficult environment like a glass surface. But that’s nothing for an app that lets you view your models in AR.
Sony 3D Creator
Capturing a face with Sony 3D Creator. Source: Xperia / YouTube
Features:
- Cost: Free
- Platform: Android (8.0 and up)
- Number of ratings: 1,870
- Rating: 4.3 stars
- Target users: Beginners, novices
3D Creator can turn objects and people into high-resolution 3D models, and depending on what you want to scan, the App will help you achieve a great scan because it has different scanning modes, namely food, head, face, selfie, and freedom. The app used to be exclusive to Xperia devices, but Sony made it available to other Android devices, too.
The Sony 3D Creator App gives you the freedom to create a 3D model of your face using the front camera, and if you like, you can share your model on social media or print it at home.
“Post-scan cloud processing” lets you render 3D models with a 4K resolution, allowing for better detail and realism. The scanner also has AR effects that enable you to bring your scans to life as 3D avatars. When you’re feeling unsatisfied with your models, you can enhance them using cropping and photo adjustments within the app. Or you can improve the quality of your scans by uploading them to Sony’s servers.
3D scanning apps (a.k.a. 3D scanner apps) are a fun way to learn about 3D scanning. In this article we cover the best 3D scanning apps in 2019 and explain how it works. We also keep track of discontinued apps and we have a special section for 3D photo apps.
What are the best 3D scanner apps for iOS and Android?
A 3D scanner app can turn almost any smartphone into a pocket-sized 3D scanner . 3D scanning apps are based on photogrammetry, a that creates 3D models out of 2D photos.
You take pictures of an object from different angles and then a software “stitches” the images together. This technology allows you to turn your smartphone into a 3D scanner.
With a 3D scanning app, you can 3D scan objects, rooms, and can even be used for . You can use a 3D scanner app to create 3D objects for . It’s also possible to create .
Of course, 3D scanner apps for smartphones are less accurate than actual 3D scanners. However they are a great, affordable way to without investing in complex hardware.
In this article, we provide a comprehensive list of the best 3D scanner apps for iPhone and Android smartphones . We also include the best 3D scanning apps for iPad.
The best 3D scanning apps for smartphones (free)
| Application | Country | Price | Operating System | Extra hardware needed |
|---|---|---|---|---|
| 3DSizeME | Canada | Free | iOS | Yes ($379) |
| 3D Creator | Sweden | Free | Android | No |
| United States | Free | iOS (iPads only) | Yes ($379) | |
| Capture: 3D Scan Anything | United States | Free | iOS (iPhone X) | No |
| Russia | Free | iOS (iPads only) | Yes ($379) | |
| Israel | Free | iOS/Android | No | |
| Scandy Pro | United States | Free | iOS (iPhone X) | No |
| Hungary | Free | Android | No |
How do 3D scanning apps work?
Photogrammetry 3D scanning technology
3D scanner apps overview (iOS and Android)
Below we provide more insights on each 3D app from the list.
We divided the best 3D scanning apps into three categories :
- 3D scanner apps that don’t require any hardware in addition to the smartphone
- 3D scanning apps that do require extra hardware
- and 3D scanner apps for iPad
You can download these 3D apps from the App Store (iOS) or Play Store (Android) depending on your operating system.
Scann3D tutorial and interface.
Credit
: Scann3D
Free 3D scanner apps not requiring extra hardware
These 3D scanner apps are free and do not require any external hardware.
To use Qlone, you need to print a special black and white paper mat . The mat looks like a QR code and is used by the app as a marker.
Qlone offers a useful guiding system . A grey dome surrounds the object you’re scanning and lets you know which angle you need to capture next. The app generates the results locally (without going through a cloud platform) and almost in real time .
Users can easily share 3D scans via social media apps such as Facebook and WhatsApp . Exports to Sketchfab or Shapeways cost $0.99 per 3D scan.
Scandy Pro
- Operating system : iOS
- Price : Free
- App Store rating : 4.2/5
- Country : United States
Scandy Pro for iOS is a free 3D scanning app that turns your iPhone into a full-color 3D scanner. Within the app, you can edit your scans with various tools . This app is available for iPhone X/XS, iPhone XS Max and iPhone XR.
The 3D scans are easy to export in PLY, OBJ, and STL formats. You can also upload them directly to Sketchfab. In the free version, you get a free mesh save every week . If you need to save more scans, you can purchase single saves or get a subscription for unlimited saves. The Scandy Pro app is free and receives frequent updates .
Scandy developers also offer their Cappy app, which allows you to capture small 3D scans for . You can’t export the scans though!
Scann3D requires you to take about 20 to 30 photos of the object you wish to 3D scan. The photos must overlap and be taken in a continuous circle around the object. 3D models made with Scann3D are compatible with Sketchfab.
Scann3D boasts fast processing time thanks to the instant reconstruction feature. This means that the uses your phone’s processor rather than a web-based cloud service. It may cause your battery to drain quickly .
Sony 3D Creator
- Operating system : Android
- Price : Free
- Google Play rating : 4.2/5
- Country : Sweden
3D Creator is Sony’s take at smartphone 3D scanning. This app used to be exclusive to Sony XPERIA smartphones. It is now compatible with all Android 8.0 and up devices.
With this app, you can easily 3D scan yourself thanks to selfie mode .
Capture: 3D Scan Anything
- Operating system : iOS
- Price : Free
- App store rating : 4.2/5
- Country : United States
This app is completely free to download and lets you export your scans for free, too. Export formats include PLY and OBJ. You can also send them via your social media accounts or use the web viewer to see your scans.
This app is only available for iPhones with a TrueDepth camera.
Free 3D scanning app requiring extra hardware
Although this 3D scanner app is free, you need to purchase extra hardware. The most popular are the Structure Sensor by Occipital and the 3D Systems iSense .
3DSizeME is a 3D body scanning app developed by TechMed3D, a Canadian company. This free 3D scanning app works with a Structure Sensor and targets medical clinics and professionals . The 3DSizeME app provides precise body measurements.
TechMed3D can customize the app to specific professional needs and use cases.
iPad 3D scanner apps
This free 3D scanner app is ideal for professionals such as designers, architects, real estate agents , and more.
Canvas is easy to use– you only need to walk around the room while holding up your iPad. T he app creates your 3D model in real time , and provides exact floor-plan measurements. Canvas allows you to save your scans on your iPad or e-mail them to friends or colleagues. This 3D scanning app also offers a Scan To for $29.95 per scan.
This 3D scanner app offers quality 3D scans by processing the photos on its cloud platform. itSeez3D is able to capture people in 3D , a process known as .
itSeez3D offers unlimited scanning, but exports cost $7 each . The two paid versions of itSeez3D offer a limited amount of free exports and other benefits. The “Scale Up” package at $250/month lets you export up to 1,200 models per year.
This application requires an Occipital Structure Sensor to operate ($379, available on Amazon ).
3D scanning with a smartphone: special mentions
3DF Zephyr
A 3D scanning software for PC, enables you to create 3D scans from your smartphone pics . You can then export the 3D scans in common 3D file formats.
Bevel 3D
Bevel launched on Kickstarter on July 28th, 2015 and was successfully funded only two weeks later. Bevel, a small dongle-like device , officially started shipping in April 2017 after almost 2 years of development. The app hasn’t received any updates since late 2017 but is still available.
Trnio
Trnio, developed in 2013, is one of the first 3D scanning apps to be released. This app used to be free but is now priced at $2.99. It is only available for iOS.
iPhone X 3D scanning apps
The iPhone X’s TrueDepth sensor has made it possible to develop a variety of selfie 3D scanning apps. Some interesting iPhone X 3D scanning apps include:
- Bellus3D : the app itself is free, but you need to pay in order to export your scans. For three days of unlimited 3D scan exports, the price is $7.99. For more accurate 3D scans, users may opt for the Bellus3D Face Camera add-on (see on Amazon ).
- Heges : like Bellus3D, the app is free to download. However, the in-app option to export 3D scans costs $2.99.
- 3D Scanner Pro : this iPhone X scanning app by Laan Labs targets professional use cases (real estate, architecture, etc.).
3D photo apps
3D photo apps are a recent trend and, although they don’t provide actual 3D scans, they are definitely interesting tools to play (or work) with.
What is 3D photo or spatial photography?
Spatial photography is a hybrid between capturing a video and taking photographs. 3D photos combine the perspective of a panoramic photo and the 3D features of a video.
Как и у любого человека, увлекающегося 3D-печатью, у меня иногда появляется потребность превратить какой-нибудь физической предмет в виртуальную объемную модель для последующей отправки на принтер. В онлайн-каталогах вроде Thingiverse можно найти далеко не все, что необходимо, а рисовать сложную деталь в 3D-редакторе - не доставляет большого удовольствия. Казалось бы, решение проблемы - 3D-сканер, но он не всегда имеется под рукой. Можно ли обойтись и вовсе без 3D-сканера устройства? Оказывается, можно! Для этого вполне достаточно обычной цифровой фотокамеры или смартфона.
3D-сканер из смартфона или обычной фотокамеры
Способ получения трехмерной модели с помощью обычного цифрового фотоаппарата называется фотограмметрией . Под этим термином понимается определение формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их изображениям. Фотограмметрия широко используется там, где предмет физически невозможно засунуть в 3D-сканер, к примеру, при съемке архитектурных объектов или при аэрофотосъемке для построения объемных изображений ландшафта земной поверхности. Жирафа данным способом оцифровать не получится - фотографируемый объект должен оставаться в неподвижном состоянии. Пользуются фотограмметрией и 3D-моделисты, не желающие выложить на покупку 3D-сканера.
Фотограмметрия использует методы оптики и проективной геометрии, чтобы точно определить каждую точку поверхности исследуемого объекта и воссоздать его трехмерную модель по двумерному изображению. Происходит это так. Специальные программы обрабатывают набор фотоснимков одного и того же объекта, сделанных с разных ракурсов. При этом необходимо, чтобы на нескольких фотографиях присутствовали общие элементы снимаемого объекта, то есть каждый его участок должен быть запечатлен как минимум на трех фото. Вращать объект, как это делается при использовании 3D-сканеров, в этом случае не следует, поскольку при вращении меняется его освещенность. Вместо этого, наоборот, нужно перемещаться вместе с камерой вокруг сканируемого предмета. Результатом программного анализа снимков становится цифровая трехмерная модель, которую потом можно загрузить в 3D-редактор для последующей обработки.
Этот метод хорош для тех владельцев 3D-принтеров, которые пока еще не освоили работу в профессиональных трехмерных редакторах, но желают изготовить из пластика какое-то полезное изделие. В этом случае его можно будет вылепить, например, из пластилина, причем в большем масштабе - так можно получить довольно мелкие детали, отсканировать, а затем отправить на печать. Правда, полученная объемная модель все равно будет иметь изъяны, поэтому ее придется немного «подправить» в соответствующих программах вроде бесплатных Meshmixer или MeshLab .
Что нужно для создания 3D-сканера
Для получения трехмерной модели методом фотограмметрии подойдет любая цифровая камера. Очевидно, что профессиональные зеркалки дают заметно лучший результат просто в силу более качественной оптики. Кроме того, такие фотоаппараты позволяют импортировать снимки в «сыром» формате RAW, то есть без сжатия, что дает определенное преимущество при обработке изображения, поскольку в результате сжатия графики неизбежны потери. Но в целом для достижения приемлемого результата вполне достаточно камеры, которой оборудованы практически все современные смартфоны, при условии, что сам объектив камеры не имеет физических повреждений и дефектов. Общий принцип тут таков: чем больше разрешение полученных снимков, тем выше будет качество трехмерной модели, но тем больше времени потребуется на программную обработку кадров.
Экшен-камеры вроде GoPro для целей фотограмметрии подходят не очень хорошо, поскольку большинство из них оборудованы объективами типа «рыбий глаз», которые вносят искажения в полученное такой камерой изображение. Этим сводятся на нет все преимущества подобных устройств.
Именно поэтому в качестве устройства для получения изображений вместо экшен-камеры вполне можно использовать обычную веб-камеру, благо именно они и лежат в основе большинства бюджетных 3D-сканеров. Качество полученной таким образом покадровой съемки будет, честно говоря, так себе, зато подобным способом можно снимать достаточно большие объекты - например, архитектурные сооружения или автомобили.
Возможности 3D-сканерa из смартфона
Очевидно, что с использованием метода фотограмметрии можно получить качественную 3D-модель далеко не всякого объекта. При помощи цифрового фотоаппарата не получится отсканировать следующие предметы:
- прозрачные объекты;
- объекты, имеющие поверхность с высокой отражающей способностью, например зеркальные или хромированные;
- очень маленькие предметы;
- предметы, поверхность которых имеет большое количество мелких деталей, выступов и выемок, либо объекты очень сложной формы.
Чрезвычайно плохо получаются модели однотонных предметов с очень гладкой и ровной поверхностью, потому что в этом случае программе будет не к чему «привязаться» при обсчете объемной фигуры. Кроме того, объект, безусловно, должен располагаться перед объективом камеры совершенно неподвижно. Качественно отсканировать движущийся объект не получится.
Приступаем к 3D-съемке
Перед началом съемки необходимо поместить сканируемый предмет на какую-нибудь подставку или закрепить на штативе. Его нужно жестко зафиксировать, чтобы объект не перемещался и не болтался на своем основании. Можно, например, закрепить его на подставке кусочком пластилина - причем этот кусочек должен быть достаточно большим, чтобы предмет не перекосило или он не завалился набок во время съемки. Объект лучше всего установить на отдельно стоящем табурете или столе, вокруг которого можно беспрепятственно обойти с камерой в руках.
Следует позаботиться и об освещении: свет должен падать на снимаемую сцену равномерно, не оставляя на объекте бликов или сильно затененных участков. Лучше всего фотографировать предмет на улице в пасмурный день, но подойдет и обычный дневной свет в помещении либо рассеянный свет люминесцентных ламп. Не нужно направлять источники света непосредственно на объект, лучше ориентировать их на белый потолок или воспользоваться светорассеивателями. Важно, чтобы на предмете отсутствовали резкие затенения. Располагай источники света выше модели, чтобы прямые лучи не попадали в объектив. Вспышку на камере следует отключить - она даст ненужные блики.
Запомни начальную точку съемки - она же станет и конечной точкой, на которой ты должен будешь завершить обход объекта. Старайся настроить фотоаппарат так, чтобы фотографируемый предмет по возможности занимал весь кадр, но при этом полностью в него помещался, не «вылезая» за его пределы. Переключи камеру в ручной режим съемки - в автоматическом режиме она будет постоянно перенастраивать экспозицию, баланс белого и прочие параметры, чего нам следует по возможности избегать. Единственный автоматический параметр, который можно оставить включенным, - автофокусировка: хороший фокус - это залог успеха всего мероприятия. Выставив все необходимые настройки в самом начале съемок, больше не меняй их.
Обходим вокруг сканируемого предмета с камерой в руках, делая не менее пятидесяти снимков таким образом, чтобы каждый последующий захватывал часть экспозиции предыдущего. Твоя траектория движения должна составлять по возможности ровную окружность. Во время первого прохода старайся держать камеру примерно на одном уровне по отношению к объекту, чтобы на полученных фотографиях предмет располагался на одной высоте, затем можно сделать снимки немного под углом сверху или снизу, обойдя модель по кругу еще несколько раз. Можно использовать штатив, но это увеличит время съемки, поэтому лучше всего работать, что называется, «с рук»: сделал кадр, переместился на несколько сантиметров, сделал новый кадр и так далее.
Каждый новый кадр должен содержать часть предыдущего
Порядок фотографий для большинства приложений не имеет решающего значения, поэтому, сделав несколько снимков, можно вернуться немного назад и получить еще пару кадров с предыдущей точки. Важно лишь следить за тем, чтобы каждый новый кадр перекрывал примерно 60–70% экспозиции предыдущего. Фон, на котором расположен предмет, тоже не играет существенной роли: лучше, если он как раз будет неоднородным, чтобы программе было легче «привязаться к местности». Тогда она сможет определить расположение различных участков предмета относительно друг друга и окружающего пространства. Очень важно, чтобы фон отличался по цвету от цвета самой модели.
Чем больше будет исходных снимков для обработки, тем лучше, поэтому их стоит делать с запасом. Удалить лишние кадры никогда не поздно, а вот нащелкать новые - уже проблематично, особенно если ты убрал фотографируемый объект с подставки: в этом случае установить его обратно в точности так же, как он стоял до этого, миллиметр в миллиметр, будет уже невозможно. Не применяй к исходным снимкам фильтры: это увеличит «цифровой шум» картинки, но никак не улучшит ее с точки зрения ПО.
Программное обеспечение для 3D-сканера
Самая известная программа для преобразования фотографий в 3D-модель называется Zephyr Free, ее можно скачать с сайта разработчиков . Бесплатная версия Zephyr имеет ограничение: в нее можно загрузить только 50 фотографий для одного проекта, но даже с таким небольшим количеством кадров приложение позволяет получить вполне приличный результат.
После установки и запуска приложения Zephyr Free открой меню Workflow и выбери в нем пункт New Project . Затем перетащи в окно программы все сделанные фотографии объекта либо импортируй их вручную, нажав на кнопку + и открыв папку, где хранятся файлы.
Выбрав фотографии, дважды щелкни мышью на кнопке Next . Теперь в меню Category нужно выбрать один из четырех вариантов позиционирования камеры и снимаемого объекта: Aerial - для снимков с воздуха, например с коптера, Close Range - для небольших предметов, снятых вблизи, Human Body - снимки человеческого тела и, наконец, Urban - для съемок городских объектов и архитектурных сооружений. В нашем случае лучше всего подходит второй вариант, Close Range .
Ниже располагается меню Presets , где предлагаются три возможные настройки приложения: Fast (быстрое построение модели), Default (по умолчанию) и Deep (глубокий анализ). Для более высокого качества полученной модели лучше всего выбрать вариант Deep . Снова нажимаем Next а затем кнопку Run в верхней части окна, чтобы запустить процесс преобразования фотографий в трехмерную модель.
На первом этапе Zephyr Free проанализирует все загруженные тобой снимки, найдет отличия между ними и покажет список фотографий, на которых ей точно удалось определить местоположение камеры и снимаемого объекта. Пригодные для работы снимки будут помечены в списке словом Yes, неудачные - красной надписью No.
Если для построения трехмерной модели подошло слишком мало картинок, съемку и все последующие процедуры придется повторить. Лично у меня нормально отснять объект получилось примерно с восьмого раза. Если результат тебя устраивает, щелкни мышью на кнопке Finish , чтобы просмотреть на экране облако точек, которое построила программа на основании загруженных фотографий.
Чтобы создать более плотное облако точек, щелкни мышью на кнопке Dense Point Cloud Generation и нажми на клавишу Next . В следующем окне нам также нужно будет выбрать в верхнем меню режим Close Range , а в нижнем - High Details . Опять нажмем Next , а затем - Run .
Сборка облака точек займет довольно продолжительное время, но в итоге мы получим изображение сфотографированного объекта, уже больше похожее на трехмерную модель. Помимо самого объекта, программа соберет большое количество посторонних точек, которые также включит в облако.
Лучше удалить посторонние объекты сразу, до того как они будут импортированы вместе с моделью в 3D-редактор. Для этого, прокручивая колесо мыши, нужно максимально отдалить облако точек, открыть вкладку Editing в правой части окна и нажать на кнопку By Hand . Затем, выделяя мышью области «лишних» точек и нажимая на клавишу Del, следует аккуратно убрать все посторонние объекты вокруг модели.
