3D-сканер нового поколения для инженеров и дизайнеров: обзор Revopoint MetroY Pro
Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
Если автор пообещал вам публикацию на iXBT.com (а не в блогах iXBT.com), то сообщите об этом, пожалуйста, на почту abuse@corp.ixbt.com
Модель MetroY стирает грань между «доступным» и «профессиональным». Формально он относится к бюджетному сегменту, но по сути это мощный многоцелевой инструмент из профессиональной линейки производителя. Высокая точность, детализация и надежность больше не являются привилегией сканеров за несколько миллионов рублей, что я и постараюсь продемонстрировать в данном обзоре.
Характеристики
Сейчас представлено две модификации: стандартная и PRO, ниже находится сравнительная таблица характеристик.
Характеристика
Revopoint MetroY
Revopoint MetroY Pro
Название
MetroY
MetroY Pro
Тип сканирования
Ручной
Ручной и настольный
Технология
Многолинейное лазерное сканирование
Многолинейное лазерное сканирование и структурированный свет
Размер сканируемого объекта
От малого до среднего
От малого до среднего
Повторяемость единичного кадра, до
0.01 мм
0.01 мм
Точность единичного кадра, до
0.02 мм
0.02 мм
Объемная точность(Volumetric Accuracy)
0.02 мм + 0.04 мм/м x L(L — длина объекта в метрах)
0.02 мм + 0.04 мм/м x L(L — длина объекта в метрах)
Расстояние между точками в сшивке (Fused Point Distance), до
Маркеры, глобальные маркеры, по особенностям геометрии
Сканирование на улице
Ограниченно
Ограниченно
Источник 3D-освещения(3D Light Source)
30 синих перекрестных, 15 параллельных, 1 одиночная лазерная линия
34 синих перекрестных, 15 параллельных, 1 лазерная линия,62 линий структурированный свет
Подсветка (Fill Lights)
12 синих светодиодов
12 синих светодиодов
Процессор (CPU)
4-ядерный ARM, 2.0 ГГц
4-ядерный ARM, 2.0 ГГц
Встроенные вычисления (Built-in Chip Computing)
Вычисление глубины(Depth Computing)
Вычисление глубины(Depth Computing)
Кнопки на корпусе
4
4
Вес
447 г
450 г
Габариты (Д x Ш x В)
211 x 94 x 47 мм
211 x 94 x 47 мм
Wi-Fi
Wi-Fi 6
Wi-Fi 6
Тип разъема
USB Type-C to Type-C
USB Type-C to Type-C
Требования к питанию
DC 12В, 3А
DC 12В, 3А
Минимальные требования (macOS)
CPU: M3 Pro/M4; ОЗУ ≥ 18 ГБ
CPU: M3 Pro/M4; ОЗУ ≥ 18 ГБ
Минимальные требования (Windows)
CPU: Intel i7 13-го поколения или AMD Ryzen 7 5800; ОЗУ ≥ 32 ГБ; Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3060 (8 ГБ)
CPU: Intel i7 13-го поколения или AMD Ryzen 7 5800; ОЗУ ≥ 32 ГБ; Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3060 (8 ГБ)
Рекомендуемые требования (macOS)
CPU: M4 Pro или лучше; ОЗУ ≥ 24 ГБ
CPU: M4 Pro или лучше; ОЗУ ≥ 24 ГБ
Рекомендуемые требования (Windows)
CPU: Intel i9 12-го поколения или лучше; ОЗУ ≥ 64 ГБ; Видеокарта: NVIDIA RTX 4060 (8 ГБ) или лучше
CPU: Intel i9 12-го поколения или лучше; ОЗУ ≥ 64 ГБ; Видеокарта: NVIDIA RTX 4060 (8 ГБ) или лучше
Совместимые ОС
Windows 10/11 (64-bit), macOS 11.0 (скоро)
Windows 10/11 (64-bit), macOS 11.0 (скоро)
Выходные форматы
PLY, OBJ, STL, ASC, 3MF, GLTF, FBX
PLY, OBJ, STL, ASC, 3MF, GLTF, FBX
Готовые к печати 3D-модели
✔
✔
Сканирование отражающих поверхностей
Для прозрачных/зеркальных поверхностей используйте спрей
Для прозрачных/зеркальных поверхностей используйте спрей
Возможность калибровки
Да
Да
Дополнительные аксессуары
Набор маркеров, мобильный набор (3 gen)
Набор маркеров, мобильный набор (3 gen), двухосевой поворотный стол
Класс лазера и примечания (Notes)
Класс 1. Избегайте прямого взгляда и отражений. Мерцающий свет.
Класс 2M. Избегайте прямого взгляда, особенно через оптику. Избегайте отражений. Мерцающий свет.
Распаковка и внешний вид
Поставляется MetroY в черном кейсе, сбоку имеется наклейка с информацией о содержимом.
Внутренняя часть разделена на несколько секций и всё разложено по своим местах в мягких вставках.
У меня Pro версия, поэтому помимо самого сканера, штатива, блока питания, основного кабеля и стеклянной калибровочной пластины, в комплекте имеется двухосевой поворотный стол, штатив-павербанк, крепление для телефона и короткий шнурок для питания в портативном режиме, гарантийный талон и инструкция.
В кармашке затерялись несколько пластин с маркерами-наклейками, их тут 200 штук.
Корпус сканера дизайном напоминает MetroX.
На лицевой стороне расположена оптическая система из трех камер, в центре большое квадратное окошко проектора и рядом четыре отдельных лазерных излучателя под каждый из режимов. В верхней части расположены кнопки управления, дублирующие соответствующие элементы программы, так что корректировать ряд параметров, запускать и приостанавливать сканирование можно напрямую с устройства.
В нижней части расположен Type-C гнездо, вентиляционные отверстия, рядом имеется наклейка с основными параметрами модели.
Разъем кабеля с дополнительной фиксацией, держится в корпусе хорошо, хотя вариант с винтовым креплением выглядел несколько надежнее. С другой стороны, при использовании MetroX с аналогичной системой ни разу не возникало проблем. Для работы сканера в настольном режиме, необходимо подключать дополнительное питание в соответствующее гнездо 5.5мм.
Комплектный блок питания 12В 3А, так что при необходимости можно использовать павербанк с поддержкой протоколов быстрой зарядки. Ну, а в Pro комплекте уже есть свой, правда всего 5000 мАч.
При работе в режиме структурированного света, можно пользоваться штативом. Он довольно устойчив, выглядит внушительно, при складывании превращается в рукоять и может регулироваться по высоте от 17 до 40см.
До этого я пользовался моделью MetroY, так что могу сравнить обе. По ощущениям в руке они лежат одинаково, из явных отличий это наличие резьбы для штатива у MetroY и более продуманное охлаждение, ну и дополнительное окошко для одиночной лазерной линии добавили. У основной оптики как будто угол изменили и сенсоры иначе разнесли, но не значительно.
Тестирование
Программное обеспечение
Для работы с данной моделью сканера необходимо скачать программу Revo Metro. После первого запуска она автоматически протестирует начинку компьютера, напишет насколько всё хорошо(или плохо), а так же порекомендует что лучше использовать для отрисовки, CPU или GPU. В моем случае видеокарта RTX4070 выдала средний результат, но забегая вперед, во время работы она не нагружалась выше 50%, так что возможно результаты выдаются с запасом.
Далее нас встречает главный экран. Тут отображается подключенный сканер, можно продолжить работу над предыдущими проектами или создать новый. В левом нижнем углу находится калибровка и отображается дата проведения последней. Я не рекомендую туда лезть если нет вопросов к результатам.
В настройках отображаются данные для обработки в саппорт, а во вкладке Wi-Fi настраивается точка доступа. Жаль, что нельзя подключаться к домашней сети, а только напрямую к сканнеру, так что не получится отойти далеко от ПК.
Режимы работы
Существует два режима отслеживания. Первый работает с геометрией модели, он меньше нагружает систему и может использоваться в связке со слабым компьютером, при этом точность и детализация остаются на отличном уровне. Но в этом случае мы можем использовать только структурированный свет, в том числе с поддержкой автоматического поворотного стола.
Второй режим позиционируется по маркерным точкам и тут уже можно пользоваться всеми возможностями MetroY: структурированным светом(в том числе с автоматическим поворотным столом), пересекающимися лазерными линиями, параллельными и одиночной.
В случае с лазерами, добавляется регулировка яркости излучения и настраивается целевое расстояние между точками. По сути этот параметр влияет только на индикацию карты качества, которая зеленеет при достижении указанной детализации.
А вот так это выглядят со стороны все режимы. Структурированный свет это проекция с динамической сменой ширины полос и расстоянием между ними, лазеры же статичны, так что пользователю нужно самостоятельно смещать корпус для формирования облака точек.
Сканирование по геометрии с текстурированным светом
Самым простым для новичков будет режим сканирования по геометрии. Тут не нужны маркеры и для небольших объектов нет нужды держать сканер в руках. Достаточно будет поворотного столика, даже самого простейшего. Главное правильно настроить экспозицию, а так же расстояние до объекта, чтобы он был в фокусе.
Если экспозиция будет слишком низкой, участки отмеченные синим контуром будут формироваться хуже. При слишком большой экспозиции кадр засвечивает и будут сливаться мелкие детали, такие области на превью будут подсвечиваться красным. Необходимо определить оптимальное значение, при котором все детали объекта будут хорошо видны на превью, а подсветка синим или красным оттенком станет минимальной.
После нажатия на кнопку начала съемки, сканер будет делать по 15 стереокадров объекта в секунду. Если у детали имеются нависающие детали, которые не видно под текущим углом, можно поставить процесс на паузу и наклонить/опустить оптическую систему. После продолжения система определит положение модели в пространстве по геометрии и заполнит пробелы новыми кадрами. Для сохранения результата нужно нажать кнопку «Выполнено».
Для сканирования данного объекта понадобилось совершить всего минута времени на три оборота под разными углами, чтобы захватить макушку и нависания. Можно было бы обойтись и двумя ракурсами, но хуже не будет.
На анимации видно, что я управлял столов вручную, но можно и автоматизировать процесс если вы знаете оптимальные углы наклона. В автоматическом режиме делаются одиночные кадры для каждого интервала, что сильно упрощает итоговую обработку данных компьютером. Но мне как-то привычнее смещать руками понемногу.
Результат можно покрутить с помощью мышки и если нет серьезных дефектов поверхности, необходимо выполнить объединение облака точек. Этот инструмент анализирует все точки поверхности с полученных 600+ кадров и оптимально их распределяет по поверхности. Можно задать расстояние между точками от 0.05мм до 2мм, отталкиваясь от минимального размера деталей объекта. Для грубых моделей можно смело крутить на всю, это заметно ускорит дальнейшую обработку, но я поставил минимум. Нажимаем «применить» и ждем.
Если посмотреть в левый нижний угол, можно заметить, что исчезли данные о количестве кадров и вместо них появились точки, из которых будет формироваться геометрия, их аж почти 8 миллионов. Чтобы облегчить работу компьютеру, я всегда удаляю лишние объекты из рабочей зоны, для этого справа есть несколько инструментов. В данном случае воспользовался «Лассо»
Далее запускаем «Изоляцию». Алгоритм проанализирует рабочую область и выделит скопления точек, которые отделены от основной плоскости, после чего их можно удалить. Неплохо убирает лишний мусор.
Затем желательно выполнить «Обнаружение совпадений». Этот инструмент так же подчищает лишние объекты, которые сформировались за пределами основного облака точек.
Сглаживанием облака точек обычно не пользуюсь, т.к. могут поплыть мелкие детали. Упрощением тоже, чтобы сохранить максимальное разрешение.
Немаловажный этап — формирование сетки между точками. Минимальное расстояние можно выставить от 0.03мм или всего 30 микрон.
Далее можно выполнить изоляцию уже для сетки, чтобы подчистить модель окончательно, сгладить и упростить поверхность, ведь даже при размере сетки 0.05мм, сформировалось 24 миллиона многоугольников.
Для наглядности, вот так на снимке слева выглядит лоб при сильном приближении, т.к. он сформирован из облака точек. После формирования сетки эти точки соединились в полноценную поверхность(средний снимок), ну, а на левом снимке этот же участок после небольшого сглаживания.
Ну и на последнем этапе нужно убрать все дыры, иначе программы для работы с 3д моделями будут воспринимать нашу деталь как пустотелую оболочку. Иногда разрывы настолько мелкие, что даже незаметны глазу без значительного приближения, так что обязательно применяем данный инструмент.
При желании можно сразу выгрузить облако точек для обработки в другой программе(их много, в том числе платных) или сетчатую модель в распространенных форматах, например, STL.
И можно сразу закидывать модель в слайсер. У читубокс вопросов к файлу не возникло — полостей и столкновений нет.
Вы вряд ли найдете отличия между оригиналом и копией. Да, у напечатанной модели видны слои, но их можно затереть, уменьшить высоту слоя, изменить положение детали, либо использовать белую смолу, на которой дефекты самой печати не так бросались бы в глаза.
При использовании автоматического поворотного стола можно активировать цветное сканирование. Для получения качественной текстуры нужно хорошее нейтральное освещение, а в параметрах камеры лучше выставить экспозицию ИК и цветного изображения вручную, чтобы и форму хорошо захватывало и цвета.
Для создания проекта хватило всего 40 кадров. При желании можно дважды кликнуть на любой и посмотреть ракурс.
Далее всё как обычно — работа с облаком точек, натягивание сетки.
Но для «запекания» текстуры, необходимо воспользоваться соответствующим инструментом. Есть два режима: окрашивание вершин и наложение цветного изображения. Алгоритмы работают по-разному, иногда первый дает лучший результат, иногда второй.
После этого во вкладке экспорта появится еще одно поле «Модель текстуры».
Сохранить файл можно в форматах: ply, obj, fbx, gltf.
Сканирование с помощью лазерных линий в режиме отслеживания маркеров
В данном режиме требуется перемещать сканер над поверхностью объекта вручную, что требует некоторой сноровки. Использовать поворотный стол можно, но только в ручном режиме и если размер позволяет. Ну и обязательно нужно размещать маркеры вокруг детали или непосредственно на ней, т.к. геометрия будет игнорироваться.
Вот так это выглядит на превью. «Закрашивать» поверхность нужно пока она не позеленеет. Это значит, что вы достигли целевого значения расстояния между точками поверхности. Минимальное значение 0.15мм, но оно не связано с итоговой точностью, а служит лишь для индикации «плотности» облака точек.
По анимации видно, что с помощью лазерных линий поверхность строится заметно дольше, чем при использовании структурированного света, еще и ходить самому вокруг надо и махать сканером. Если точность получается аналогичной, зачем вообще эти линии нужны? Дело в том, что они дают более контрастный переход между освещенной зоной и тёмной, а значит лучше работают с темными и глянцевыми объектами. Для примера я положил на стол два предмета, один светлый, второй из черного пластика с относительно блестящими металлическими вставками.
На левом кадре результат использования структурированного света, справа лазерных линий.
Да, пришлось около минуты поработать рукой, чтобы сформировать только лицевую панель, а потом еще придется вырезать всё лишнее, но зато не пришлось использовать матирующие спреи или другие ухищрения.
Ну и думаю стоит заострить внимание на режиме отслеживания «Глобальный маркер». Многие обходят его стороной не разобравшись, но это очень крутая штука. Нужно разместить маркеры вокруг и на объекте, войти в глобальный маркер, нажать кнопку «+Новый», затем «Начать», после чего алгоритм соберет данные о положении маркеров и будет опираться на них при следующем сканировании. В моем случае определились все 36 точек. Эта опция очень выручает при сканировании крупных объектов — в случае резкой смены ракурса, алгоритм моментально определит текущую позицию, сверив текущее расположение маркеров с сохраненной «картой».
Для примера я взял всё тот же брелок от машины, поверхность ничем не обрабатывал.
Режим сканирования: Пересекающиеся линии, тип объекта: Черный объект. В идеале было расположить корпус вертикально, но он неустойчив в таком положении и чтобы не использовать «жвачку», пошел по пути меньшего сопротивления и положил его горизонтально. Лицевую сторону сканировал тщательно, т.к. на ней находятся не особо утопленные кнопки с гравировкой, да еще и с хромированным покрытием, пусть и потерявшим зеркальный блеск.
Далее нажал «Новый» скан и перевернул брелок. Вторую сторону удалось «закрасить» гораздо быстрее.
После объединения облака точек только подчистил всё лишнее. При необходимости можно вырезать куски модели, которые плохо сформировались.
Повторил со вторым сканом. Просто выделил всё, включая часть корпуса, которая была у основания и удалил.
Далее переходим в инструмент «Объединение модели», выделяем два скана и либо тыкаем автоматическое объединение по геометрии, либо ручное выравнивание. Автоматика в большинстве случаев работает адекватно если на всех сканах есть какие-то общие точки. Но в данном случае корпус симметричен и вероятнее всего их просто наложит друг на друга.
Так что выбираем ручное, ставим хотя бы три точки, где модели должны пересекаться. Не нужна высокая точность, алгоритм сам сдвинет их, опираясь на совпадения геометрии. Если в окне справа корпус выглядит нормально, нажимаем «создать модель».
Вот сейчас можно подчистить облако точек от мусора с помощью изоляции и обнаружения совпадений.
Накидываем сетку.
Вот такая красота получилась в итоге.
Не забываем избавляться от дыр в модели перед выгрузкой, иначе сохраните «скорлупу».
Полученную модель можно без обработки закидывать в редактор, слегка увеличить масштаб для получения зазора и проектировать ответную часть. Для примера добавил брусок, утопил ключ и с помощью булевых операций в один клик создал вырез под форму детали.
После выгрузки сразу закинул STL файл в слайсер и пустил в печать.
Внешне результат не сильно отличается от оригинала. Все элементы на своих местах и это учитывая, что модель создавалась из двух половинок и дополнительно поверхность не вычищалась вручную.
Точность сканирования
Для режима текстурированного света выгрузил сетку без текстуры и замерил расстояние между двумя банками памяти, разбег составил 0.02мм, хотя учитывая погрешность штангенциркуля, возможно чуть выше. Контрастные матовые объекты получаются довольно точными.
Что касается сканирования с подсветкой лазерами, тут тоже всё хорошо. Правда разбег получился в меньшую сторону. Возможно усадку дала фотополимерная смола, хотя я калибровал экспозицию до этого и разница с оригинальными моделями была минимальна. Но в любом случае и габариты и отверстия получились довольно точными.
С переднего торца есть канавки, в которые было удобно упереть штангенциркуль для более точного позиционирования, тут разница получилась самой большой: 0.06мм.
А значит можно попробовать вставить копию ключа в замок зажигания не боясь, что он в нем застрянет или провалится куда не нужно. Без начинки он конечно автомобиль не заведет, но активировать питание магнитолы и других электронных компонентов можно. Как вариант, «дубликат» можно оставить тому, кто остается в машине не переживая, что он куда-нибудь уедет. Для создания полноценной копии нужно было разобрать корпус и отсканировать все его элементы, что тоже легко делается при необходимости.
Беспроводное подключение и работа с телефоном
Если не подключать кабель к ПК, сканер автоматически перейдет в беспроводной режим работы. Для работы необходимо подключиться к его точке доступа.
А если использовать комплектный или любой павербанк с поддержкой протоколов быстрой зарядки(18Вт), можно отвязаться и от розетки, получив полностью автономный сканер. И даже от компьютера можно отойти если воспользоваться встроенной утилитой Revo Mirror.
Для телефона нужно скачать одноименное приложение из плеймаркета и сформировать код для подключения. После первого ввода система запомнит его и можно подключаться в любой момент.
В комплекте имеется фиксатор для смартфона и быстросъемный «башмак» для сканера. Рукоять можно дополнительно закрепить на штативе, у основания есть резьба.
Программа по сути дублирует экран ПК и позволяет управлять мышкой. Задержка картинки минимальна если уровень сигнала устойчив, так что пользоваться удобно и во время сканирования проще следить за показателями расстояния и формированием поверхности.
Единственный минус, это привязка к адаптеру ПК, так что далеко отойти не получится, иначе будет страдать скорость передачи данных. Возможно в будущем добавят привязку к домашней сети, что расширит зону покрытия.
Нагрузка на ПК
В процессе сканирования нагрузка на ЦП и видеокарту не такая уж большая, не знаю чего не понравилось начальному бенчмарку. А вот во время обработки облака точек, оперативная память сжирается моментально. При 10 000 кадрах съемки с помощью лазерных линий уходило до 56 Гигабайт. Так что нужно либо запастись памятью, либо сканировать крупные объекты частями.
Итоги
Благодаря полному набору инструментов, Revopoint MetroY Pro перекроет большинство нужд пользователя. Если модель позволяет, можно быстро скопировать её геометрию в режиме структурированного света даже без использования маркеров. Для работы с черными, металлическими и блестящими поверхностями, достаточно будет переключиться в режим лазерных линий. Перекрестные максимально быстро сформируют поверхность, параллельные работают деликатнее, оставляя меньше лишнего мусора, но требуют усидчивости. С одной линией скан получается самым чистым, но крупную деталь вы умаетесь обмахивать, так что она больше подходит для небольших сложных участков.
Минимальный размер сканируемой детали 10х10х10мм, максимальный по сути ограничен объемом оперативной памяти Вашего ПК. Чем больше кадров ему придется обрабатывать, тем больше будет нагрузка и для 64Гб предел около 10 000 кадров. Самое быстрое заполнение происходит с использованием проектора(текстурированного света): можно уложиться в пару тысяч кадров для получения качественного скана двери авто. Но в данном режиме нужно избегать блестящих и слишком темных поверхностей, а в идеале пользоваться матирующим спреем. Ну или в крайнем случае можно просто не стирать пыль )
Если сравнивать новинку с предыдущим MetroX, отличия будут следующими:
+ Угол обзора чуть больше: 49 x 38° против 43 x 33°+ 34 перекрестных лазерных линий против 14+ 15 параллельных лазерных линий против 7+ Появилась поддержка одиночной линии, у MetroX не было такой опцииВ режиме проектора(структурированный свет) обе модели выдают 62 линии
Если в строках выше у Вас не отображаются ссылки, значит их порезал Ваш блокировщик рекламы. Отключите его временно для ознакомления с полной информацией )