3d сканирование с помощью android. Методы детектирования линии на кадре. Программы для обработки

Различают два вида приборов для трехмерного сканирования – контактные и бесконтактные. Профессиональное оборудование стоит десятки тысяч долларов, поэтому многие пользователи используют смартфоны и цифровые камеры для объемного сканирования. Производители телефонных аппаратов обратили внимание на тренд и решили не оставаться в стороне. На рынке существует сразу несколько телефонов, которым под силу заменить настоящий 3D сканер. Вскоре появятся новые. Кроме того, «сканер» можно сделать самостоятельно. А теперь подробнее обо всем.

Смартфон со встроенным 3D сканером

Sony XZ1

Южнокорейская компания SONY предлагает смартфон Xperia XZ1. Телефон позиционируется, как карманный бесконтактный сканер. Он легко справляется со сканированием лиц и небольших непрозрачных предметов. Для активации режима используется приложение 3D Creator. Отсканированные объекты автоматически преобразовываются в трехмерные модели, которыми можно делиться с друзьями, дорабатывать в CAD-системах либо отправлять на печать без внесения корректировок.

iPhone X

Детище Apple оснащено инфракрасным трансмиттером, который проецирует тысячи микроточек на исследуемый объект. Отражаясь, инфракрасное излучение улавливается встроенным в смартфон ресивером. Устройство формирует 3D модель, измерив дистанцию между каждой точкой и излучателем. Моделирование происходит в режиме реального времени и даже в условиях выключенного света. В компании не сообщили, планируется ли оригинальное ПО для создания графических моделей.

Samsung S9

Флагманские смартфоны Galaxy S9 и Note9 получат сенсоры для 3D сканирования. Инфракрасные датчики будут размещаться рядом с селфи-камерой. Ожидается, что производитель выпустит фирменное приложение для моделирования.

Lenovo PHAB2 Pro

Девайс больше года на рынке, но до сих пор остается желанным экземпляром среди поклонников 3D печати. Встроенный 3D сканер делает 250 тысяч замеров в секунду. Устройство работает на платформе Project Tango. Вот как это происходит:

Intel RealSense Smartphone Developer Kit

Аппарат разработан специально для 3D моделирования. Его оснастили уникальным модулем ZR300: цветная камера, две инфракрасные камеры, инфракрасный лазерный проектор, короткофокусная камера с широкоугольным объективом.

Устройство ежесекундно высчитывает расстояние до 10 миллионов точек, формируя максимально точную информацию о глубине сканируемого пространства. 3D рендеринг осуществляется прямо в телефоне.

Как превратить смартфон в 3D сканер

Используя технологию пассивного 3D сканирования, можно «прокачать» обычный смартфон либо присоединить 3D сенсор. Рассмотрим оба варианта.

Компания Scandy предлагаем ToF-сенсор Scandy Pro. Для нормальной работы прибора необходимо одноименное приложение. 3D сенсор распознает детали размером до 25 сантиметров. Сканирование осуществляется с точностью до 0,3 мм. Готовые модели могут обрабатываться в CAD-программах, а также отправляться напрямую на печать.

Доверяете возможностям встроенной камеры? Отлично, тогда опробуйте бесплатное приложение Qlone. Компания-разработчик EyeCue Vision Technologies предлагает установить на смартфон программу и докупить специальный коврик, на поверхность которого нанесена черно-белая сеточная разметка (приспособление можно изготовить самостоятельно с помощью 3D принтера).

Объект сканирования надо разместить на подложке, после чего запустить приложение. Модель можно сохранить в формате: PLY, OBJ, STL, X3D.

Разумеется, оплачивать платную подписку я не стал, поэтому из интересного в бесплатной версии – это возможность выбрать то, что сканируем: карту, документы, удостоверение или QR-код.

По сути этот тот же выбор формата, только более гибкий. Например, для паспорта предусмотрена сетка, имитирующая его разворот. Это же касается и банковской карты. Для QR-кода есть соответствующая схема.

Присутствует режим пакетного сканирования, а также настройка камеры: сетка, настройка камеры, выбор режима и прочее.

Сам процесс сканирования довольно прост – мы фотографируем, хотя мне показалось, что автофокусировка в данном случае работала шустрее. Какой-либо постобработки изображения нет, ведь она происходит в самом начале.

Оценка нагрузки на систему

Потребляет этот многофункциональный сканер на удивление мало – 87 Мбайт ОЗУ, 3.5% на процессоре. Аккумулятор проседает на 13% со средним энергопотреблением в 12 мВт. Неплохой показатель, согласитесь.

Приложение выборочно к версии Android, весит в системе 73 Мбайт, не содержит рекламы, но предполагает платную подписку.

Разрешений немного, и они все по делу. Вирусов старина Dr.Web не обнаружил.

А оно надо?

Как и говорилось ранее, платная версия необходима больше бизнес-среде, остальным хватит и бесплатной. В этом случае перед нами нечто среднее между Adobe Scan и Tiny Scanner. Особенно порадовали более подробные настройки, малая нагрузка на систему и предобработка скана.

Кроме того, не стоит забывать, что перед нами кроссплатформенное решение с возможностью синхронизации данных на других устройствах. Из недостатков – нет возможности подключиться к сторонним облачным сервисам.

Общая оценка: 5.0 по пятибалльной шкале.
Оценка функциональности: 5.0 по пятибалльной шкале.

Не сканером единым живы

Наконец-то у лидера прошлого обзора – Tiny Scanner – появился достойный конкурент в виде CamScanner. Это разностороннее приложение, которое позволяет делать со сканами все, что угодно, и обеспечивает своеобразный сейф для документов. Конечно, сработает он не во всех инстанциях, но поможет здорово, если вы забыли дома визитку или бланк заявления.

Сводное сравнение Adobe Scan, Tiny Scanner и CamScanner

О Tiny Scanner сказано уже достаточно, благо со временем он практически не изменился и не стал меркантильным. Перед нами по-прежнему отличный инструмент для всех категорий пользователей и смартфонов.

Сводное сравнение характеристик Adobe Scan, Tiny Scanner и CamScanner

Что обычно печатают на 3D-принтерах? Конечно, трехмерные модели, которые можно получить несколькими методами. Проще всего скачать их в Сети – есть как платные, так и бесплатные варианты. Но для серьезных задач модели обычно создают с нуля: разрабатывают вручную или же делают это при помощи сканера. Оба последних варианта, разумеется, отнюдь не самые дешевые, хотя камера Intel Real Sense может .

С помощью нового приложения Microsoft Research легко создать трехмерную модель для дальнейшей печати при помощи обычного смартфона.

KinectFusion представлял собой проект по созданию 3D-модели помещения и всех предметов, которые в нем находились, с использованием сенсора Kinect. MobileFusion - это более продвинутая система.

В демонстрационном экземпляре KinectFusion все расчеты выполнялись на компьютере, а в мобильной версии системы вычисления проводятся прямо на смартфоне. Пользователю даже не требуется подключение к Интернету.

Модель формируется на основе кадров из видеоролика с разрешением 320х240 точек, который записывает смартфон. В процессе съемки алгоритм MobileFusion сравнивает каждый последующий кадр с предыдущим, отснятым под незначительно отличающимся углом. Затем на основе полученной информации о глубине создается модель трехмерной решетки.

На экране смартфона пользователь видит, как изображение обретает форму: пространство между линиями решетки постепенно заполняется текстурами. Вычислительных ресурсов среднестатистического смартфона достаточно, чтобы выполнить этот процесс в режиме реального времени.

Если во время первой попытки сканирования некоторые области объекта не были захвачены или для построения модели требуется больше деталей, то нужно просто повторно пройти вокруг него со смартфоном еще раз.

На видео, выпущенном корпорацией Microsoft, сравнивается лишь несколько 3D-моделей. Однако компания уверяет, что качество полученной модели будет достаточно хорошим для того, чтобы 3D-принтер превратил ее в физический объект.

Пользователи, которые хотят получить более качественные результаты при использовании мобильного устройства, обычно возлагают особые надежды на специальное оборудование или интернет-соединение. Но в данном случае ключевым фактором является точность распознавания глубины. Компания Intel нашла способ преодолеть ограничения, связанные с оптикой обычных смартфонов, разработав собственное решение - .

Конечно преимущество MobileFusion заключается в том, что пользователи могут создавать модели прямо на смартфоне в любое время и в любом месте, даже если качество полученных моделей нельзя будет назвать превосходным.

Любой человек с доступом в интернет не раз натыкался на фотографии аппетитно выглядящих блюд. В какой бы социальной сети вы не сидели, ваша страница наверняка усеяна ссылками друзей на рецепты шоколадных тортов, запеченного мяса и вкуснейших бутербродов. Эти фотографии стары как сам интернет. Да что там, вы ведь и сами постоянно выкладываете фотографии своих кулинарных достижений, не правда ли?

Тем не менее, до сих пор это все были 2D-фотографии, которые теряют большую часть своего очарования, заключенные в жесткие рамки. А что, если бы у вас появилась возможность делиться с друзьями трехмерными изображениями блюд?

Если при одной только этой мысли вы начали прыгать от счастья, значит, приложение 3DAround действительно для вас. Данное приложение позволяет делать быстрые объемные фотографии при помощи смартфона. Его разработчики позаботились о том, чтобы оно было простым и удобным: достаточно лишь нажать «запись», обойти вместе с планшетом или телефоном вокруг блюда, и приложение само объединит все фотографии в трехмерное изображение. Разве не здорово?

Однако тут есть две проблемы: во-первых, 3DAround дружит только с ОС iOS 8, которая поставлена не на все продукты Apple. Во-вторых, оно еще не вышло. 3DAround появится в магазине App Store только в следующем месяце и будет доступно на всех моделях iPhone 5 и выше.

Приложение было разработано компанией Dacuda, которая недавно выпустила приложение PocketScan. Данное приложение идеально подходит для быстрого сканирования документов, если у вас под рукой нет сканера. В отличие от него 3DAround всегда находится под правильным углом, потому что для него все углы правильные.

Со слов генерального директора Dacuda Александра Илика, «сейчас самое время для приложений такого типа, ведь компания Apple только что выпустила API для камер. Теперь нам требуется приложить совсем немного усилий, чтобы управлять временем выдержки, фокусом и т.д.» И все эти функции были заложены в iOS 8, объясняя уникальность нового приложения.

А теперь, самое главное. Согласитесь, возможности этого приложения выходят далеко за пределы съемки блюд. С его помощью можно создавать трехмерные фотографии любых предметов. А потом отправлять их на 3D-принтер. Таким образом, ваш телефон превращается в... 3D-сканер. Здорово, правда?

Теперь нам осталось лишь дождаться выхода новинки и оценить ее в действии. Мы будем держать вас в курсе событий, следите за новостями на нашем сайте.

Понравилось? Хотите больше? Все самое интересное в еженедельной рассылке.
Отборные новости, конкурсы и обсуждения в официальной группе

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