Ще кілька років тому для 3D-сканування потрібен був окремий сканер завбільшки з мікрохвильовку, а програма до нього коштувала дорожче за саме залізо. Сьогодні iPhone з датчиком LiDAR та Object Capture API від Apple збирає робочу 3D-модель з десятка фотографій.
У NFC.cool Tools весь цей конвеєр вміщено у функцію 3D-сканування, яка завжди в кишені.
Що відбувається насправді
Разом працюють дві технології:
Фотограметрія. Застосунок знімає десятки фотографій предмета з різних боків. Фотограметричний рушій знаходить спільні ознаки на кадрах і зводить їх у тривимірну сітку; на iOS цю роботу бере на себе Object Capture API від Apple.
LiDAR. На iPhone з датчиком LiDAR (моделі Pro починаючи з iPhone 12) кожен кадр доповнюють виміри глибини від самого датчика. Сітка від цього виграє одразу двічі: масштаб стає точним, тобто модель має розмір справжньої речі, а поверхні без виразних деталей (рівна біла стіна, глянцевий згин) отримують придатну геометрію там, де сама лише фотограметрія здалася б.
Про жоден із цих кроків думати не треба: застосунок проведе через зйомку, а реконструкцію порахує просто на пристрої.
Як зняти хороший скан
Кілька практичних правил:
Обходь предмет повільно. Застосунок розраховує на приблизно суцільне покриття. Не стрибай з одного боку на протилежний, а спокійно обійди його по колу.
Тримай предмет у кадрі. Рівні поля навколо нього не заважають, а от зрізані краї означають утрачені дані.
Рівне світло. Різкі тіні збивають фотограметрію. Розсіяне світло (відкрите небо, софтбокс, денне світло в кімнаті) дає найчистішу сітку.
Фактурні предмети скануються краще за гладенькі. Чашка з візерунком виходить майже бездоганно, а полірована металева куля дається справді важко. LiDAR тут допомагає, але до кінця не рятує.
На кожному ракурсі затримайся на мить. Змазування з’їдає деталі.
Уся зйомка забирає від 20 до 40 секунд ходьби, а потім ще від 30 до 60 секунд на обробку.
Формати експорту
NFC.cool Tools віддає саме ті формати, які знадобляться далі:
.stl: 3D-друк. Його приймають слайсери Bambu Studio, Cura і PrusaSlicer.
.obj: універсальний формат тривимірної графіки. Імпортується в Blender, Cinema 4D, Unity, Unreal і майже в будь-який редактор моделей.
.ply: сітка, яка зберігає колір вершин. Виручає там, де колір важливіший за матеріали з UV-розгорткою.
.usdz: формат доповненої реальності від Apple. Відкривається в Quick Look і AR Quick Look, підходить для RealityKit.
.abc (Alembic): анімаційні конвеєри.
.usd: Universal Scene Description, який розуміє більшість сучасних пакетів тривимірної графіки.
Модель усюди та сама. Формат лише вирішує, який інструмент зможе її відкрити.
Що робити з готовою моделлю
Найцікавіше, що я бачив у користувачів:
Надрукувати точну копію. Відскануй знахідку, наріж на шари, друкуй.
Задокументувати реальну річ. Опис майна, музейний каталог або просте «а який насправді вигляд має бабусина ваза».
Поділитися в доповненій реальності. Надішли .usdz власнику iPhone: він натискає файл і бачить предмет посеред своєї вітальні через AR Quick Look.
Закинути в ігровий рушій. Справжня річ у сцені Unity, змодельована за півтори хвилини без 3D-художника.
Де це працює, а де ні
Сильні сторони фотограметрії з LiDAR:
суцільні непрозорі предмети
фактурні поверхні або поверхні з візерунком
нерухомі об’єкти, тобто все, що не ворушиться під час зйомки
А ось де починаються проблеми:
прозорі предмети й ті, що заломлюють світло (скло, вода, лінза)
дзеркальний метал
дуже тонкі деталі (кабелі, дріт, волосся)
усе, що рухається
Там, де метод сильний, результат справді робочий, а не іграшковий. З рештою або доведеться чистити сітку в Blender, або змиритися з межами технології.
3D-сканування входить у NFC.cool Tools для iPhone. Object Capture від Apple потребує датчика LiDAR, тому працює на iPhone Pro (з iPhone 12 Pro і новіших) та на iPad Pro (з 2020 року й новіших).
