1/28/2017

Scan in 3D

Saludos,

¿Qué os parecería tener un modelo 3D de vosotros mismo? Pues de eso mismo vamos hoy a tratar, de escanear objetos y personas, en mi experiencia conozco dos métodos o he tenido la oportunidad de trabajar con dos métodos Skanect y el Digitizer de makerbot. El primero puede funcionar con la Kinect normal y la licencia tiene un coste alrededor de los 129$, aunque podéis usar la versión demo, con la limitación de 5000 polígonos que realmente no da para mucho.




El segundo fue tal el éxito que tuvo que ha dejado de comercializarse la verdad es que le hemos dado muy poco uso, y estaba pensado para escanear objetos, dos haces de luz infrarrojas incidían sobre el objeto y una cámara con filtro captaba la imagen del objeto. La principal limitación que tenía era que dependía de las propiedades del objeto a escanear, tenía que ser de un color claro mate. Si el objeto era brillante u oscuro la reconstrucción no se realizaba muy bien.


¿Porque es importante poder pasar del mundo real al virtual, si existen modelos de tantas cosas ya hechas?

Bien la respuesta puede ser simple y compleja al mismo tiempo, el Digitizer lo obtuvimos para realizar un proyecto en colaboración con una investigación arqueológica. La posibilidad de hallar un resto fósil o un objeto en una excavación es parte fundamental para la arqueología, pero limita mucho al número de personas que pueden acceder a esos restos para el estudio. La idea es la de poder escanear y obtener un archivo digital con las texturas que poder compartir con el resto de colegas o investigadores, estén o no estén en la excavación.


El proyecto finalmente no se realizó y el Digitizer quedo relegado a otro cacharro más en el lab, la verdad es que el tratamiento que le tenía que dar a las piezas para poder escanearlas era lo que me echaba para atrás. Lo más que conseguí escanear satisfactoriamente fue un fruby de los que regalaban el macdonals. Otra limitación que tenía era el tamaño de objeto que podías escanear ni muy pequeño, ni muy grande, básicamente el tamaño medio de piezas que podías imprimir en una Makerbot replicator. Existen alternativas a este tipo de escáner que se basan en el mismo principio.




Por otro lado, estuvimos probando el SDK de la Kinect que ya incluye una demo para escanear, pero no cierra la figura, algo que deberíamos realizar nosotros a mano. Con la Kinect 2 también viene incluido, pero genera más ruido en el resultado final, aunque el detalle era muy bueno. Buscando alternativas encontré un par Skanect y Reconstrucme. Aunque echando un vistazo actualmente estoy encontrando varias alternativas instructables, Maker.

Realizando este documento he descubierto que Reconstrucme , no requiere licencia para probarlo, así que he hecho algunas pruebas.


Os pongo unas capturas del setup que nos permite hacer, determinar el volumen posición del sensor. Tras pulsar el botón Start se inicia una cuenta de 5 segundos y comienza a capturar. El sensor debe estar en la misma posición y es el modelo quien tiene que girar.



  
He empleado la silla para ir moviéndome, y solo he hecho la parte frontal a modo de prueba. Es sencillo de utilizar y gratuito, pero no deja mucha libertad de acción, la imagen ha sido el primer escáner que he obtenido, pero también el único que ha quedado bien.



Pero voy a hablar de Skanect, no porque sea mejor que el resto sino porque compramos la licencia y es con el que he trabajado. Funciona no solo con la Kinect, es más, diría que con otros sensores funcionaria mejor, el kit que tienen de ipad + structure sensor funcionaria mejor, no tenemos la limitación del cable. La diferencia básica con Reconstrucme es que nos permite mover el sensor, quizá ambos lo hagan y no he encontrado la configuración adecuada, pero con skanet puedes rodear al modelo con el sensor o fijar el sensor y mover al modelo. Simplemente la diferencia es el tamaño de sala que necesitamos para usarlo, si debemos estar  a dos o tres metros del modelo no todo el mundo tiene una sala tan grande para poder rodear al modelo.



Reciclando la base de un cañón de luz, hice una plataforma móvil controlada por Arduino, que permite al usuario situarse sobre la plataforma y girarlo. Únicamente con el sensor haz de hacer el movimiento vertical, es parte de un proyecto para realizar un escáner de cuerpo entero autónomo, que está en “ stand by”…



Pero a lo que íbamos Skanet, básicamente nos permite seleccionar que tipo de scanner deseamos hacer, una sala un objeto pequeño o una persona, las variaciones pueden indicarse en función de volumen y luego escanear lo que tú quieras, el número de pasos lo determinas tú, puedes estar dándole vueltas a tu modelo tanto como tú quieras, si lo haces bien contra mas pases más información y mejor quedara. Para obviar el problema del cable y del espacio requerido para escanear el modelo idee una plataforma móvil semejante a la que tiene el Digitizer. De esta forma solo tendría que mover el sensor de arriba abajo.




Skanet no es complicado de emplear, a diferencia del reconstrucme, incluye herramientas para limpiar, rellenar los modelos. La última imagen es de un escaneo de un colega sobre la base móvil.



Y para qué sirve esto realmente, bien podemos obtener escáner de nosotros mismos, para hacernos un pequeño busto, o miniaturas para juegos de rol… Pero vamos a lo serio, si me escaneo mi brazo o mi pierna, puedo realizar extraer un modelo para cedula o un elemento personalizado. Podemos obtener una primera impresión de un objeto que está a miles de kilómetros, visualizar fósiles. O permitir que todo el mundo pueda admirar/estudiar/tocar obras de arte como la de Nefertiti. Unos activistas entraron en el museo de Berlín y escanearon el busto y lo distribuyeron libremente por la red. Sin hablar de tener la posibilidad de crearnos personajes para juegos o entornos virtuales.

Algunos ejemplos…


Anakleto.