Простейший 3D-сканер на примере смартфона Sony Xperia XZ1 Compact

Делюсь опытом 3D-сканирования и печати бюстов (сувениры).
До сих пор 3D сканеры были дорогим и недоступным способом оцифровки, иногда проще отрисовать вручную простую модель. Но что делать, если нужно создать бюст или модель реального объекта? Вот тут и приходят на помощь различные ухищрения в виде оцифровки по фотографиям.
А вот в современные смартфоны-флагманы уже давно встраивают подобные функции. В обзоре пойдет речь про приложение 3D Creator для Sony Xperia.



Всем привет!
Совершенно случайно узнал, что существует достаточно неплохой и недорогой способ для 3D-сканирования.
А конкретно — приложение 3D Creator для Sony Xperia XZ1.

Приложение 3D Creator можно скачать свободно, но без смартфона Sony Xperia толку не будет. Программа — это конструктор 3D-моделей, позволяющий из серии снимков с хорошей тыловой камеры сделать 3D модель с относительно невысокой детализацией и пост-обработкой.
Я нашел относительно неплохой смартфон Sony Xperia XZ1 Compact, который оборудован лазерным сенсором, подходящим для создания 3D-моделей.


Характеристики:
Бренд:Sony
Модель: Xperia XZ1 Compact
Процессор: Qualcomm Snapdragon 835, GPU Adreno 540
NFC: Присутствует
ОС: Android 8.0
Защита: IP65/IP68
Дисплей: 4.6" IPS Triluminos Display Corning Gorilla Glass 5
Разрешение экрана: 1280x720
Тыловая камера: 19 Мп (широкоугольная оптика Sony G Lens) стабилизация EIS, лазерный и фазовый автофокус, slo-mo cверхзамедленная съемка 960 кадров в секунду.
Диафрагма f/2.0 Sony IMX400 Motion Eye
Фронтальная: 8 Мп Sony IMX219PQ (сверхширокоугольный объектив с углом обзора до 120°)
Аккумулятор: 2700 мА*ч с поддержкой QC3,0
Интерфейсы: BT 5.0, aptX HD, USB Type-C, Wi-Fi a/b/g/n/ac dual-band, 3G, 4G LTE
Дополнительные функции:: приложение 3D-сканирования

Так вот, особенность данного телефона — встроенный лазерный дальномер для работы автофокуса, который в фирменном приложении 3D Creator приспособили для 3D сканирования. В сканировании участвуют акселерометр, лазерный дальномер и тыловая камера.

Есть ряд предустановленных режимов (портрет, бюст, предметное сканирование), а также встроенная обработка (устранение шума и дефектов) и пост обработка (вращение, обрезка и т.п.). В результате получается *.mesh и *.stl для обычного 3D-принтера.

Результат сканирования крайне сильно зависит от освещения, фона (и динамических объектов на фоне), стабильности и точности самого сканирования. Не всегда результат удовлетворительный.




Процесс сканирования прост — выбираете жертву объект, выбираете фон (светлый, монотонный, если человек на стуле — то в пустой комнате или на фоне чистой стены).

Предустановленные режимы имеют свои шаблоны сканирования — метки фокуса, направление перемещения и т.п.

Собственно говоря, сам процесс сканирования не сложен — просто вращаете смартфоном по шаблону, стараясь выдерживать радиус, равномерность и т.п. Чем аккуратнее вы делаете и чем ровнее освещение, тем лучше результат. Не всегда получается с первого раза, но есть возможность «пересканироват».


Результат выглядит жутковато — приложение накладывает на объемную модель текстуру фотографии. Получается так еще кунсткамера.

Изначально приложение позиционировалось как «хайповое» для создания анимашек и 3D-коллажей в инстаграмм и прочие соцсети. С возможностью заказать печать в магазине. Но… приложение позволяет сделать экспорт исходной *.mesh модели, а также получить готовый *.stl-файл для печати.


При экспорте получаем архив с результатами сканирования.
Состав файла: *.mesh облако точек и текстуры в jpg.

Но есть отдельная опция генерации *.stl-файл, который можно загрузить в любой слайсер 3D-принтера. На скриншоте результат сканирования бюста. Принтер предлагает его печатать 1:1.

Результат печати на фотополимерном принтере

Детализация, конечно, так себе. Под покраску пойдет.

Подобные фигурки подойдут, например, в качестве сувенира-шаржа, например, если раскрасить/украсить фигурку, например, париком.

Или «поиздеваться», криповато раскрасив под хеллоуин


Сложные или мелкие предметы, например, резьбу болта, смартфон не сканирует — слишком много шума, который потом вырезается приложением. Равно как и не получается сделать высокую детализацию.
Смартфон/приложение 3D Creator подойдут для создания простых фирурок, бюстов, памятных моделей с невысокой детализацией. Часто полученные модели требуют «доработки» — удаления ошибок сканирования. Хотя, если обеспечить условия и «набить» руку, то подобных ошибок будет меньше.
Таким образом, можно получить очень простой (и недорогой) 3D-сканер для хобби, для самого сканирования не требуется специальных навыков или программного обеспечения, а сам процесс проходит достаточно быстро. Отснять бюст в среднем 2-3 минуты неторопливого перемещения. Можно и быстрее, если приноровиться. Печать моделей на фотополимерном принтере отняла 2 часа.

Что касается приложения — не запустилось у меня на других смартфонах. Редактирование *.mesh — то еще удовольствие, равно как и правка stl.
Забегая вперед, скажу, что на Самсунгах тоже есть подобное приложение и сканер, но 3D Creator на Xperia работает заметно лучше. возможно, в дальнейшем сравню эти функции.

Ссылка на приложение и описание 3D Creator на официальном сайте.