Опубликовано Оставить комментарий

3D-сканирование фигуры человека с использованием PrimeSense сенсора от Xbox360

Несколько лет назад на просторах сети я обнаружил интересное недорогое решение по сканированию фигур человека и небольших объектов. В основе этого решения лежит использование контроллера Kinect из комплекта с XBOX360 совместно с программным обеспечением Skanect.

Заинтересовавшись этой темой, я решил и сам пройти весь путь от идеи до распечатанной модели. Далее я постараюсь вкратце рассказать о процессе и результатах, а также разобраться в вопросе: правда ли, что Kinect-сканер это лишь игрушка, использовать которую в качестве 3D-сканера, пусть даже начального уровня совсем не имеет смысла. А может есть задачи в 3D-лабораториях которые ему под силу?

Подготовка.

Подготовка к сканированию довольна простая и не требует глубинных знаний в области 3D-сканирования. Вам лишь необходимо приобрести/взять сам контроллер Kinect, набор аксессуаров для его подключения, скачать пакеты Kinect for Windows SDK 1.8 (для Windows 7) или версии 2.0 для более свежих ОС с официального сайта Microsoft и установить ПО Skanect на компьютер.

kinect 1 1024x473 - 3D-сканирование фигуры человека с использованием  PrimeSense сенсора от Xbox360
Контроллер Kinect

Важно отметить, что прямое подключение контроллера Kinect к персональному компьютеру в порт USB невозможно без использования промежуточного адаптера с дополнительным питанием.

kinect adapter - 3D-сканирование фигуры человека с использованием  PrimeSense сенсора от Xbox360
Переходник-адаптер для подключение Kinect к персональному компьютеру

Для удобства работы со сканером энтузиастами давно придумано множество ручек-кронштейнов, любую из которых можно предварительно распечатать и собрать. Рекомендую вам обзавестись такой, если планируете заниматься сканированием постоянно, т.к. она заметно облегчит сам процесс сканирования.

kinect hand - 3D-сканирование фигуры человека с использованием  PrimeSense сенсора от Xbox360
Пример ручки-кронштейна с thingiverse.com

Запуск процесса сканирования.

Сканирование фигуры выполняется в программе Skanect, интерфейс которой представлен на скриншоте:

skanect 1024x702 - 3D-сканирование фигуры человека с использованием  PrimeSense сенсора от Xbox360
Интерфейс программы Skanect

Сканирование фигуры может реализовываться двумя способами: вращением ее перед Kinect, например на поворотной платформе(столе), или движением вместе с контроллером вокруг неподвижного объекта, следуя инструкциям программы. В этом процессе оператору важно двигаться плавно, выдерживая дистанцию, перемещая камеру вверх-вниз, регулярно проверяя снимок на наличие «пробелов». Если простыми словами — сканирование заключается в закрашивании пустот в промежутках между отрисованными геометриями.

Важнейшим требованием к сканируемому объекту является сохранение полной неподвижности на протяжении всего процесса сканирования , т.к. малейшие движения создадут ненужные выступы формы и артефакты, которые потребуют трудоемкой постобработки модели.

Результат.

В результате сканирования получается объединенное в единую форму облако точек, с которым можно производить манипуляции во встроенном простейшем 3D-редакторе или в любом внешнем приложении.

2020 03 24 12 43 04 - 3D-сканирование фигуры человека с использованием  PrimeSense сенсора от Xbox360
Пример экспортированного в формат .stl снимка женской фигуры, интерфейс просмотра Cura.

Для наглядной оценки детализации полученного 3D-снимка модель была дополнена пьедесталом (для устойчивости) и напечатана ярко-оранжевым PLA-пластиком из пробников с одного известного китайского сайта. Мелких деталей на 3D-снимке нет, поэтому будем считать, что точности печати простейшего Anet A6 (которым и была напечатана фигурка) хватит с избытком.

Статуэтка получилась весьма удовлетворительной по детализации: фигура узнаваема, неплохо переданы форма тела, поза и основные складки на одежде, но черты лица практически неразличимы.

Получить более высокое качество снимка, используя контроллер Kinect первого поколения с его камерой разрешением 640×480 пикселей будет практически невозможно, что заставляет задуматься о вопросе целесообразности продолжения эксперимента.

Итоги. Выводы.

Детализация готовой напечатанной модели, сканированной с помощью контроллера Kinect, не передает всего разнообразия формы, но позволяет запечатлеть образ человека, его позу и эмоции отраженные в ней. Несмотря на ограниченность в детализации, 3D-снимок может передать основную форму объекта, которая может послужить основой для дальнейшего моделирования и редактирования.

Получившуюся модель можно, например, дополнить любыми дополнительными элементы используя 3D-редактор:
— личные вещи;
— предметы быта;
— предметы интерьера или экстерьера;
— тематические или профессиональные атрибуты, связанные с человеком;
— элементы жанра фэнтези (крылья, средства передвижения, другие фигуры);
— создать объемный коллаж или диораму с человеком-персонажем и т.д.

Варианты использования 3D-снимка ограничены только фантазией и могут быть самыми разносторонними и разнообразными.

Таким образом, смысл использовать Kinect-контроллер в качестве сканера все-такие есть, пусть он и не подойдет каждому 3D-энтузиасту. Да, получить детализированный и качественный 3D-объект на выходе сразу не получится — все же не профессиональный инструмент, но имея опыт работы с 3D-редакторами можно получить неповторимые, оригинальные фигуры, которые будут востребованными и коммерчески интересными.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

4 × два =