Spezielle Hardware zum 3D-Scannen wird immer mobiler. Während Structure Sensor (Test), iSense (Test) sowie RealSense R200 (Test) und SR300 (Test) noch eher für Tablets gedacht sind, sollen neuere und kommende Lösungen wie Google Tango, Bevel (Test) und Scandy Pro in Smartphones integriert oder daran angesteckt werden.
Tiefensensoren werden also tatsächlich bald klein genug für die Hosentasche sein. Gleichzeitig werden reine Softwarelösungen für Photogrammetrie, die aus gewöhnlichen 2D-Fotos 3D-Objekte erzeugen, immer intelligenter und schneller. Die Frage lautet deshalb: Brauchen Verbraucher spezielle Hardware zur 3D-Erfassung für ihre Smartphones überhaupt, wenn Software allein dieselbe Aufgabe erledigen kann?
Autodesk bot früher das beliebte und kostenlose 123D Catch für Android und iOS an. Es verband eine gute Bedienoberfläche mit leistungsfähiger Cloud-Verarbeitung. Diese App wurde jedoch eingestellt.
Android-Nutzer können sich derzeit SCANN3D (Test)ansehen. Für das iPhone gibt es außerdem die interessante App TRNIO. Als ich sie erstmals testete, war sie kostenlos; inzwischen ist sie für 0,99 US-Dollar im App Store erhältlich. Das ist immer noch fast kostenlos. Testen wir sie also erneut — diesmal mit weiteren Beispielen.
Fotos aufnehmen
Anders als SCANN3D nimmt TRNIO die Fotos nicht einzeln auf, sondern startet eine Serienaufnahme mit automatisch höchstens 70 Bildern. Dabei verfolgt die App Ihren Weg um das Objekt. Das beschleunigt die Aufnahme erheblich.
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Das ist zwar keine App, inzwischen aber meine bevorzugte Methode zur mobilen 3D-Erfassung. Nehmen Sie einfach ein Video auf, möglichst in 4K, und verarbeiten Sie es nach der Rückkehr auf einem Windows-PC mit der neuen KOSTENLOSEN Version von 3DF Zephyr. Die Aufnahme geht schnell und erfordert weder spezielle Hardware noch eine besondere App. Und die Ergebnisse sind überraschend gut!
Fotos importieren
Neben der Aufnahme innerhalb der App erlaubt Trnio auch den Import vorhandener Fotos und bietet dafür zwei Methoden. Ich hielt das für eine gute Möglichkeit, vorhandene Fotoserien meiner Sony RX100M2 zu laden, die ich auch in meinen anderen Tests von Photogrammetrie-Software verwendet habe. So könnte ich Trnios Verarbeitung unabhängig von der Kameraqualität meines alten iPhone 5S beurteilen. Ganz so einfach war es allerdings nicht …
Trnio bietet zwei Wege für den Bildimport. Erstens können Sie sich aus der App einen Upload-Link per E-Mail schicken. Dadurch entsteht ein neues Projekt in der App, in das Sie vom Computer aus Fotos hochladen können. Diese Funktion akzeptiert höchstens 80 Fotos in einer TAR-Datei. Das ist eine Art ZIP-Datei für Server, für die Sie ein spezielles Archivierungsprogramm wie 7-Zip für Windows benötigen.
Bei mir funktionierte das allerdings nicht: Der Upload kam nie über den Status „preparing“ hinaus.
Zweitens können Sie bis zu 80 Fotos aus den iPhone-Aufnahmen laden. Als ich Fotoserien über iTunes auf das Gerät kopierte, erschienen sie jedoch nicht in Trnio. Andere Alben oder Bildquellen lassen sich in der App nicht auswählen. Zum Laufen brachte ich es nur, indem ich die Fotos einzeln manuell aus Dropbox herunterlud.
Offenbar kannten Trnios Algorithmen meine Sony RX100M2 noch nicht; sie muss also erst in die Datenbank aufgenommen werden. Vermutlich erledigt der Anbieter das manuell, weshalb ich darauf warte.
Ich aktualisiere diesen Beitrag, falls beziehungsweise sobald das Projekt verarbeitet wurde.
Verarbeitung
Nach der Aufnahme oder dem Import werden verkleinerte Versionen Ihrer Fotos in die Cloud hochgeladen und verarbeitet. Währenddessen sehen Sie eine Statusanzeige, auf die jedoch nicht besonders viel Verlass ist. Manchmal bleibt sie stundenlang an derselben Stelle stehen, sodass man nie genau weiß, was gerade passiert. Sobald das Ergebnis heruntergeladen ist, erhalten Sie eine Benachrichtigung und können die Vorschau ansehen.
Mit der Zuschneidefunktion der App wählen Sie aus, welche Teile erhalten bleiben sollen, indem Sie das Modell von oben und von der Seite markieren. Das ermöglicht zwar keinen völlig freien Zuschnitt, geht aber recht schnell. Leider muss das Modell dafür erneut in der Cloud verarbeitet werden. Bei meinen jüngsten Tests wurde es außerdem überhaupt nicht zugeschnitten: Ich erhielt einfach dasselbe Ergebnis zurück.
Wenn Ihnen das Modell gefällt, können Sie zusätzlich die Fotos in voller Auflösung hochladen, um bessere Texturen zu erhalten. Dafür muss das Modell wieder neu verarbeitet werden, aber das Ergebnis lohnt sich.
Ansehen und teilen
Die Trnio-App selbst ist zugleich eine Art soziales Netzwerk. Sie können ein Profil ähnlich wie bei Instagram anlegen, anderen folgen sowie deren Scans mit Likes versehen und kommentieren.
Da bei Trnio alles in der Cloud liegt, lassen sich 3D-Scans einfach direkt aus der App teilen. Sie erzeugt eine Kurz-URL, die Sie als iMessage verschicken können. Direkte Schaltflächen für soziale Netzwerke fehlen, doch Sie können die URL andernorts einfügen. Sie führt zu einem ansprechenden 3D-Viewer, der auf Desktop-Computern und Mobilgeräten funktioniert. Klicken Sie hier , um ihn auszuprobieren.
Wenn Sie ein größeres Publikum erreichen und zusätzliche Möglichkeiten zum Teilen nutzen möchten, können Sie Ihr Modell auch zur 3D-Präsentationsplattform Sketchfab exportieren. Dazu müssen Sie Sketchfab im Browser öffnen und das API-Token kopieren und in Trnio einfügen, allerdings nur beim ersten Mal. Viele Anwendungen bieten inzwischen ein Anmeldefenster für die Sketchfab-Authentifizierung, was meiner Meinung nach angenehmer zu bedienen ist. Mir fehlte außerdem eine Option, Scans als private Modelle hochzuladen.
Sie können sich auch einen vorübergehend gültigen Download-Link zum Modell per E-Mail schicken. Das Modell kommt im PLY-Format mit einer separaten JPG-Textur. Ich persönlich hätte OBJ für etwas kompatibler gehalten, aber viele Programme können PLY umwandeln.
Ergebnisse
Dies ist ein direkter, unbeschnittener Export aus Trnio im Modus für hohe Auflösung. Die Texturen werden dadurch wirklich scharf: Sehen Sie sich nur die Oberfläche des Buchumschlags an!
https://sketchfab.com/models/5bc43b285c5a4060a282d1461018501a
Wenn Sie die Darstellung dieser Einbettung auf MatCap stellen — drücken Sie auf der Tastatur die 3 —, erkennen Sie einige der Strickdetails. Sichtbar sind vor allem die größeren Strukturen, etwa an der Taille. Der gestrickte Eindruck entsteht hauptsächlich durch die Textur.
Auch wenn ich damit in der Vergangenheit schwelge: Ich kann nicht widerstehen, das Ergebnis der eingestellten App Autodesk 123D Catch hinzuzufügen. Es zeigt dieselben Gegenstände, zur selben Zeit aufgenommen. Das ist ein guter Vergleich, denn beide Apps verwenden beziehungsweise verwendeten Cloud-Computing.
https://sketchfab.com/models/abdbbde73f8544b5b53aefe344b952a9
Im MatCap-Modus sehen Sie bei diesem Modell deutlich mehr geometrische Details. Ich weiß nicht, ob Autodesks Photogrammetrie-Algorithmus so viel besser ist oder ob 123D Catch die Fotos in höherer Auflösung hochgeladen hat als Trnio.
Dafür ist das Trnio-Ergebnis mit 80.000 Polygonen deutlich schlanker als das Ergebnis von 123D Catch mit 320.000 Polygonen. Es eignet sich damit eher direkt für 3D-Echtzeitanwendungen wie VR und AR.
Hier ein weiteres Beispiel mit meiner allseits bekannten Büste. Trnio hat den Boden aus irgendeinem Grund nicht weggeschnitten, obwohl ich es mehrmals versucht habe. In diesem Fall stört das nicht allzu sehr, da der automatische Zuschnitt bereits isolierte und nicht zum Objekt gehörende Geometrie entfernt hat. SCANN3D bietet dagegen keinen automatischen Zuschnitt.
https://sketchfab.com/models/a379c0d907b6415397e0d13cf78ab6c3
Apropos SCANN3D: Hier das Ergebnis dieser App beim selben Objekt, basierend auf ungefähr derselben Anzahl Fotos:
https://sketchfab.com/models/8e0a88b25a4945b08e01d98a4bf926db
Vergleichen Sie das Trnio-Ergebnis und das beste SCANN3D-Ergebnis rechts im MatCap-Modus, sehen Sie ähnlich viele geometrische Details. Mit eingeschalteter Textur gewinnt jedoch klar SCANN3D. Trnios Textur weist viele JPEG-Artefakte auf und ist insgesamt weniger scharf. Allerdings habe ich für den Trnio-Test ein iPhone 5S verwendet und SCANN3D auf einem brandneuen Pixel 2 mit besserer Kamera getestet.
Hier ein weiteres lustiges Objekt, das ich mit Trnio erfasst habe. Diesmal draußen im Garten, denn ich denke, so werden die meisten Menschen die App nutzen:
https://sketchfab.com/models/6f8a623c704c4efd9d2cb323f0b79fdb
Das Ergebnis macht Spaß, doch mit den Zwischenräumen zwischen den Armen dieses Monsters hatten die Algorithmen eindeutig Schwierigkeiten. Nach meiner Erfahrung hängen solche Fehler mit der Fotoauflösung und der Zahl der Bildpixel zusammen, die tatsächlich für die Photogrammetrie verwendet werden. Ich weiß nicht, welche Rechenleistung Trnios Server bieten. Ich vermute aber begründet, dass ihnen nicht die Ressourcen zur Verfügung stehen, die Autodesk für 123D Catch bereitstellte. Autodesk hat diese Technik inzwischen allerdings für spielerische und kostengünstige Anwendungen unzugänglich gemacht, indem das Unternehmen seine gesamte Photogrammetrie in das kostenpflichtige Premiumprodukt ReCap Photo (Test) verlagert hat.
Als letzten Test wollte ich wissen, ob sich mit Trnio 3D-Selfies erstellen lassen. Die App funktioniert nur mit der rückseitigen Kamera. Deshalb ließ ich jemand anderen mein Gesicht scannen:
https://sketchfab.com/models/b424a3566ee940e88da4dd5b6a125b02
Meiner Meinung nach ist das recht gut gelungen. Ich habe bewusst auf einen vollständigen 360-Grad-Scan verzichtet, um die Aufnahmezeit möglichst kurz zu halten. Die Geometrie ist auf jeden Fall brauchbar und liegt auf dem Niveau eines Tiefensensors, kostet aber deutlich weniger. Wenn nur die Texturqualität etwas besser wäre …
Der Gesichtsscan oben zeigt tatsächlich, dass für ein 3D-Selfie keine spezielle Hardware nötig ist. Die Qualität dieser reinen Software-App für 0,99 US-Dollar auf einem alten iPhone 5S ist vergleichbar mit dem Selfie, das ich mit dem Bevel-Laserscanner zum Anstecken ans Smartphone für 89 US-Dollar (Test) erstellt habe.:
https://sketchfab.com/models/e8cd9cf84ba14ffcb1099c77b5245e04
Fazit
Seit meinem letzten Trnio-Test sind fast anderthalb Jahre vergangen, und viel hat sich nicht geändert. Es gab zwar kleinere Aktualisierungen, doch in vieler Hinsicht wirkt die App noch etwas wie eine Beta-Version und weniger ausgereift als die Foto- und Social-Media-Apps, die wir täglich verwenden. Dennoch ist Trnio derzeit die vollständigste und ausgereifteste mobile Photogrammetrie-App auf dem Markt.
Die Aufnahme bleibt einzigartig und macht die Erfassung für Photogrammetrie auf clevere Weise schnell und einfach. Sowohl der Zuschnitt als auch das Teilen sind direkt in der App möglich. Ersterer erfordert jedoch eine erneute Verarbeitung sowie den Upload und Download des Modells. Diese Wartezeit steht der intuitiven und äußerst schnellen automatischen Fotoaufnahme entgegen. Für die höchste Qualität muss das Modell nach dem Zuschneiden dann noch einmal verarbeitet werden.
Trnio ist derzeit die vollständigste und ausgereifteste mobile Photogrammetrie-App auf dem Markt.
Die Wartezeit fällt umso stärker auf, da viele fortschrittliche Anwendungen wie VR und AR auf Smartphones inzwischen in Echtzeit laufen. Auch die 3D-Erfassung wird mit Lösungen wie Sonys 3D Creator deutlich schneller.
Diese App gibt es jedoch ausschließlich für Sonys Android-Spitzenmodell, und für iOS existiert noch kein Gegenstück. Das dürfte nur eine Frage der Zeit sein, da Entwickler mittlerweile Apples ARKit zur räumlichen Erfassung einsetzen.
Spatial mapping with #ARKit pic.twitter.com/UGfpFtl8NH
— Tim Field (@nobbis) February 3, 2018
Trnio bietet soziale Funktionen, allerdings nur innerhalb der App. Sie können Ihre Scans in anderen Netzwerken teilen, indem Sie die Kurz-URL aus der iMessage-Funktion kopieren und einfügen. Besonders intuitiv ist das nicht. Der direkte Export zu Sketchfab ist eine bessere Möglichkeit, eine größere Community oder Nutzer sozialer Netzwerke zu erreichen — zumal Sketchfab direkt in die Zeitleisten von Twitter und Facebook eingebettet werden kann.
Trnio gibt es derzeit nur für das iPhone. Früher war eine Android-Version geplant, aber ich weiß nicht, wie intensiv daran gearbeitet wird. Der Entwickler konzentriert sich auf seine Lösung für animierbare 3D-Avatare statt auf die Scan-App. Dort lässt sich mit 3D-Erfassung offenbar gerade Geld verdienen, denn auch andere Entwickler arbeiten an Software für diesen Zweck.
Natürlich hoffe ich, dass die Trnio-Entwickler dieses Jahr wieder mehr Zeit in die App investieren — vielleicht sogar in die lange erwartete Android-Version. Die App hat viel Potenzial, dem etwas Feinschliff und mehr Kapazität bei der Cloud-Verarbeitung guttun würden.
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