J’apprécie les scanners 3D de bureau EinScan-SE & SP. Lorsque je les ai testés, il m’est apparu clairement que Shining3D a produit deux scanners convaincants. À $1299, le SE est un excellent scanner pour toute personne souhaitant débuter la numérisation 3D de petits objets avec une géométrie de haute qualité. Et à $2499, le SP ajoute des fonctions professionnelles telles qu’une précision accrue, une numérisation plus rapide, la détection de marqueurs de suivi et un plateau tournant avec des cibles codées.
Ce que j’ai le plus apprécié dans ces deux scanners, c’est qu’ils simplifient la numérisation 3D. Ils peuvent être raccordés à un PC (et désormais aussi à Mac sous forme bêta) avec un seul câble USB. Cela contraste fortement avec d’autres scanners de bureau à lumière structurée, qui nécessitent souvent de connecter 3 câbles USB (2 caméras, 1 plateau tournant) et un câble HDMI pour le projecteur, ce qui aboutit à un faisceau de câbles pouvant être assez intimidant pour les utilisateurs inexpérimentés.
L’un des inconvénients de presque tous les scanners 3D de bureau, y compris les SP et SE, est la capture des couleurs. En effet, ils sont équipés de caméras monochromes et capturent la couleur en projetant des images rouges, vertes et bleues sur le sujet. Cela fonctionne et suffit comme référence, mais ne produit souvent pas les textures photoréalistes requises pour des cas d’usage autres que l’ingénierie, comme la création d’assets pour jeux vidéo ou VR/AR, le patrimoine culturel et l’archéologie.
Shining3D sait que beaucoup de personnes accordent de l’importance à la couleur ; l’entreprise a donc lancé le Discovery Pack à $1399 pour les SP et SE. À l’instar du Color Pack pour le scanner portable EinScan-Pro+, cet accessoire ajoute une capture native des couleurs RGB au scanner existant. Et avec le Discovery Pack, vous obtenez non pas une, mais deux caméras couleur de qualité industrielle de 12 mégapixels — un grand bond en avant par rapport aux caméras monochromes de 1.3 mégapixel présentes dans la tête de numérisation SP/SE.
Shining 3D promet non seulement une capture de couleurs éclatantes, mais également une hausse de la résolution des données 3D. Puisque je considère que la capture des couleurs est essentielle à l’avenir de ce que j’appelle la « numérisation 3D au-delà de l’ingénierie », j’étais impatient de pouvoir enfin tester et évaluer cette mise à niveau.
Je l’ai testé avec l’EinScan-SP, ce qui est le plus logique, car avec le SE, le prix de l’accessoire Discovery Pack serait supérieur au prix du scanner de base. D’autre part, les deux nouvelles caméras remplacent complètement celles intégrées à la tête de numérisation ; ainsi, si vous n’avez pas besoin des fonctions supplémentaires du SP mais souhaitez les avantages du Discovery Pack, vous pouvez tout aussi bien les associer.
Avec le Discovery Pack fixé, le SP ressemble beaucoup plus aux autres scanners de bureau dotés de caméras montées sur rail. Mais Shining3D a consacré beaucoup de temps à garantir que le scanner reste convivial.
Même si vous pouvez voir beaucoup de câbles comparé au seul SP, toutes les données et même l’alimentation électrique sont proprement regroupées dans un seul câble d’alimentation et un seul câble USB. C’est une excellente nouvelle pour les utilisateurs d’ordinateurs portables, qui n’ont souvent qu’un ou deux ports USB. Il faut toutefois noter que l’USB 3.0 est désormais requis pour gérer toutes les données.
Il est également bon de savoir que, bien que les deux caméras industrielles paraissent complexes, leur mise au point et leur ouverture ont été fixées par le fabricant. Les vis ont littéralement été collées. Cela peut être annulé si c’est réellement nécessaire, mais ce n’est pas indispensable. Il en va de même pour modifier l’angle des caméras, bien que cela soit assez facile avec la clé Allen fournie.
Installation
L’installation du matériel est très simple. La tête de numérisation SP/SE s’insère solidement sur la base du Discovery Pack et tous les ports à l’arrière sont clairement étiquetés. Ensuite, il suffit de brancher le câble USB et de numériser… ou pas ?
En réalité, j’ai rencontré deux problèmes majeurs lors de la configuration du Discovery Pack. Le premier est que le logiciel EinScan analyse votre ordinateur à la recherche de toutes les caméras disponibles et se trouve désorienté lorsqu’il en détecte plus que les deux du Discovery Pack. Cela signifie que j’ai dû désactiver la webcam de mon Surface Book (un excellent ordinateur portable pour la numérisation 3D, soit dit en passant) dans le Gestionnaire de périphériques Windows avant de pouvoir faire fonctionner le logiciel. Par conséquent, je ne peux pas me connecter à Windows par reconnaissance faciale et je dois activer ma webcam lorsque je souhaite effectuer des appels de conseil via Skype.
Le second problème est que, dès que je branche le câble USB du Discovery Pack, ma connexion WiFi perd son accès à Internet. Cela a rendu impossible l’activation en ligne requise. Et comme je ne possède pas d’adaptateur Ethernet, j’ai dû partager la connexion Internet de mon téléphone via USB pour activer le scanner. C’est peut-être un problème spécifique au Surface Book, mais cela a été laborieux.
Il faut noter que le problème de caméra est mentionné dans le manuel, mais j’ai dû le demander car il n’était pas fourni dans la boîte et ne peut pas être trouvé sur le site web.
Heureusement, après avoir résolu ces problèmes, je n’ai plus rencontré de difficulté pour configurer le Discovery Pack.
Numérisation
La numérisation avec le Discovery Pack ne diffère pas de celle effectuée avec le seul SP ou SE, mais en pratique, vous devez être bien plus attentif aux conditions d’éclairage. Puisque le SP/SE utilise une projection de lumière pour la capture des couleurs, il peut essentiellement capturer les couleurs dans l’obscurité totale. Les caméras couleur du Disovery Pack reposent sur la lumière ambiante pour capturer les couleurs ; vous devrez donc créer un environnement uniformément éclairé pour le scanner. Un éclairage de studio aidera, mais un excès de lumière perturbera à la fois la fonction d’équilibrage et la capture de la géométrie.
Pour résoudre ce problème, le Discovery Pack possède à l’arrière un port « Lamp » pouvant alimenter une tente lumineuse. Cette alimentation s’éteindra lorsque le scanner projette ses motifs de lumière structurée et s’allumera lors de la capture des couleurs. Malheureusement, je n’ai pas reçu la tente lumineuse et les éclairages que je possède n’ont pas le bon connecteur. Pour ce test, j’ai donc utilisé une seule lumière softbox derrière le scanner, mais seulement partiellement allumée afin d’éviter la surexposition. Dans tous les cas, il est essentiel d’obtenir le bon éclairage et de régler la bonne exposition dans le logiciel lors du test de balance des blancs.
Après cela, vous devrez régler la luminosité pour la capture de la géométrie. Mais malheureusement, le flux caméra du Discovery Pack n’affiche pas les zones surexposées en rouge comme le fait le mode de numérisation SP/SE par défaut.
Il convient également de noter que, pour utiliser les cibles codées du plateau tournant du SP, le scanner doit être assez proche du plateau tournant (environ 350mm). Le mode de numérisation par défaut du SP est moins exigeant concernant la distance, ce qui me permet de numériser des objets plus grands sur le plateau tournant. Bien sûr, vous pouvez toujours revenir à l’alignement basé sur les caractéristiques, mais celui-ci ne fonctionne pas toujours bien sur les objets symétriques.
Globalement, les temps de numérisation semblent être légèrement plus rapides avec le Discovery Pack lorsque la capture des couleurs est activée, car il n’a pas à projeter la séquence RGB. Mais la capture des couleurs suit la capture de géométrie si rapidement que j’ai eu quelques occasions où le projecteur n’était pas encore éteint lorsque la capture des couleurs commençait, ce qui a donné des zones verdâtres sur de petites parties de la texture.
Traitement
Pour tous les réglages de traitement, veuillez lire mon test original de l’EinScan SE/SP.
Une fonction intéressante ajoutée au logiciel après mon test original est l’optimisation de la disposition des textures. Vous pouvez cocher cette option après avoir choisi le maillage étanche.
Lorsqu’elle est activée, le logiciel générera une carte de texture UV divisée en îlots afin qu’elle ne contienne que les informations nécessaires de manière plus efficace. Sans cela, la texture sera constituée de parties des photos prises à chaque numérisation. Ci-dessous, vous pouvez voir le résultat de la figurine de chien sans (première) et avec (seconde) l’optimisation de la disposition des textures activée. Cliquez pour les afficher dans leur résolution d’origine.
La texture optimisée est effectivement plus efficace. Je dois toutefois noter qu’il a fallu entre 30 et 60 minutes supplémentaires pour traiter les modèles avec cette option activée sur mon Surface Book équipé d’un processeur Intel i7. J’aurais également apprécié que la résolution de l’image soit limitée à la résolution 4K normalisée (4096 x 4096 pixels), que de nombreux moteurs 3D temps réel préfèrent pour une allocation mémoire optimisée. Elle est actuellement dynamique, et l’exemple ci-dessus fait 5007 x 3958 pixels. Afin de préserver la qualité, j’aimerais aussi pouvoir exporter les textures en PNG plutôt qu’en seuls JPG compressés.
Enfin, les îlots ont des bords nets. Comme vous le verrez dans les résultats ci-dessous, cela peut rendre les coutures visibles dans de nombreux moteurs 3D temps réel. Flouter les bords est généralement une bonne idée pour éviter cela. Si vous souhaitez le faire manuellement, vous pouvez ouvrir le fichier JPG dans Photoshop et lire la dernière section de mon tutoriel sur l’optimisation des textures.
Résultats
Tous les résultats ci-dessous sont traités en qualité moyenne afin de conserver des tailles de fichier réalistes pour le partage en ligne via Sketchfab. J’ai également choisi le traitement étanche pour tous les modèles, qui remplit automatiquement tous les trous et génère un modèle 3D avec un fichier de texture séparé. Je les ai exportés en OBJ et téléversés manuellement sur Sketchfab. Le logiciel EinScan dispose aussi d’une fonction d’exportation directe vers Sketchfab, mais j’aime également conserver mes modèles sur disque.
Commençons par deux numérisations de la figurine de chien, numérisée l’une juste après l’autre avec le mode de numérisation du SP (première) et avec le Discovery Pack et l’optimisation des textures activée (seconde) et désactivée (troisième)
https://sketchfab.com/models/29848f586ed84de3920f310709fb3736
https://sketchfab.com/models/12b904df81614324bdb00921585a3e80
https://sketchfab.com/models/1a012251b6cf4498954e86c3761e8a23
En commençant par la qualité de texture, vous pouvez constater immédiatement que le Discovery Pack offre une nette amélioration. La texture restitue les couleurs de manière plus réaliste et est également beaucoup plus nette. À titre de comparaison, la carte de texture du SP dépasse légèrement 1K en résolution, tandis que celle du Discovery Pack dépasse légèrement 4K — soit plus de 12 fois le nombre de pixels.
Selon l’appareil que vous utilisez pour visualiser les intégrations ci-dessus en temps réel, vous pourrez voir des lignes noires sur la surface du modèle dans la seconde intégration. Cela est dû aux bords nets des îlots dans la texture optimisée dont j’ai parlé dans la section précédente. La troisième intégration, sans optimisation de la disposition des textures, ne présente pas ce problème.
Si vous appuyez sur 3 sur votre clavier en regardant les intégrations, vous pouvez désactiver la texture pour ne visualiser que la géométrie. Vous pouvez voir que le Discovery Pack offre un peu plus de détails dans la fourrure et les autres parties du modèle. Et les deux sont traités de la même manière, en qualité moyenne. Un traitement en haute qualité pourrait produire des modèles encore plus détaillés, mais la qualité moyenne produit déjà des modèles de plus d’un million de polygones ; vous devez donc vraiment vouloir cette étape supplémentaire et disposer d’un ordinateur correct pour gérer le résultat.
Autre comparaison. Voici la même numérisation de chaussure de sport pour tout-petit issue de mon test original (première), comparée à une nouvelle numérisation réalisée avec le Discovery Pack (seconde) :
https://sketchfab.com/models/0617835f6ba24438a8101b1f9fb54be7
https://sketchfab.com/models/48cae121b62a41e2b6ae86ffd291a2b0
Bien que la qualité de texture de la numérisation originale ne soit pas mauvaise du tout, elle est assez granuleuse. Elle n’est pas non plus correctement projetée à l’arrière de la chaussure. La numérisation réalisée avec le Discovery Pack montre ce qu’un éclairage plus diffus peut apporter par rapport à l’éclairage dur d’un projecteur. Si vous zoomez, vous pouvez constater que le texte Superstar sur le côté est également beaucoup plus net.
Côté géométrie, le Discovery Pack possède peut-être légèrement plus de détails, mais il présente aussi un peu plus de bruit de surface. Cela peut résulter de la capture de profondeur avec des caméras couleur plutôt que monochromes, ces dernières étant généralement davantage optimisées pour la réduction du bruit. Il est aussi possible que la plus faible résolution des caméras intégrées au SP filtre le bruit. Quoi qu’il en soit, la quantité de bruit n’est pas gênante et le logiciel EinScan propose une fonction de réduction du bruit lors du traitement. Je n’ai pas utilisé les fonctions de lissage ou d’accentuation pour ce test.
Voici un autre modèle qui montre que la couleur comme la profondeur sont bien capturées. Il montre également à quel point il est facile de créer des modèles complets à 360-degrés avec le logiciel EinScan, puisqu’il peut combiner plusieurs poses d’un objet. Ici, j’ai numérisé le jouet debout, puis allongé à plat sur le dos. Il est impressionnant que cela ne soit pas visible dans la texture.
https://sketchfab.com/models/3ba8a8bca67845f3b46e8485c78881a5
Bien sûr, vous pouvez aussi numériser des modèles plus techniques avec le Discovery Pack pour des cas d’usage comme la rétro-ingénierie. Voici une numérisation du capteur de profondeur Intel RealSense D315 (Test), qui ne fait que 95mm de large.
https://sketchfab.com/models/d638c98e3bdf487686b5b81a1b4b02e0
J’ai été impressionné par la manière dont le scanner a pu capturer la surface métallique de cet appareil. Bien sûr, il n’a pas pu capturer le verre noir brillant à l’avant. L’algorithme de remplissage des trous a choisi de créer une bosse, alors que j’aurais préféré y voir un remplissage plat, mais je comprends qu’il soit toujours difficile de l’estimer.
Je ne suis pas certain que la légère hausse de la capture de détails 3D du Discovery Pack justifie le prix de l’accessoire pour des usages d’ingénierie. Mais cela tient en partie au fait que le mode de numérisation par défaut du SP est déjà très bon dans ce domaine.
Cela dit, si vous avez un cas d’usage où il est avantageux que de petits détails de texture, tels que des textes sur l’objet, puissent être lus sur le modèle numérique, le bond en résolution de texture sera d’une grande aide. Afin de tester la lisibilité du texte, j’ai numérisé un paquet de vermicelles en chocolat. Comme vous pouvez le voir, vous pouvez lire tous les ingrédients (si vous savez lire le néerlandais).
https://sketchfab.com/models/515d372f37d2448186e966e949d2d3d4
Verdict
À $1399, le Discovery Pack est une mise à niveau assez coûteuse pour une gamme de scanners de bureau qui se différencie en partie par un prix agressif. Pour ce prix, je m’attendais à ce qu’une simple tente lumineuse pliable soit incluse, puisque l’appareil possède un port d’alimentation dédié à cet effet. Heureusement, il fonctionne également bien sans la tente.
Cela dit, si vous souhaitez capturer de petits objets en haute résolution par numérisation à lumière structurée et avez également besoin d’une bonne restitution des couleurs pour votre cas d’usage, la différence de qualité de texture est énorme. Elle rapproche considérablement les textures d’un scanner 3D de celles créées par photogrammétrie, avec l’avantage supplémentaire de pouvoir capturer avec une grande précision des objets aux surfaces lisses ou planes. À condition, bien sûr, que vos objets entrent dans la plage de numérisation du scanner.
Si l’augmentation du nombre de câbles peut sembler intimidante pour les débutants, Shining3D a fait un excellent travail pour garantir que l’accessoire ne nécessite ni ports USB supplémentaires, ni source d’alimentation supplémentaire. Toutefois, le branchement du câble USB désactive d’une manière ou d’une autre le signal WiFi de mon Surface Book, et le logiciel m’oblige aussi à désactiver ma webcam pour fonctionner correctement. Ces deux problèmes sont très gênants.
Il est appréciable que les cartes de texture puissent désormais être optimisées dans le logiciel, mais cette fonction gagnerait à être accélérée, à produire une résolution de puissance de deux et à intégrer un débordement sur les bords des îlots. Ces problèmes sont plus apparents avec les cartes de plus haute résolution du Discovery Pack, qui peuvent facilement contenir 12 fois plus de pixels que la sortie de texture par défaut du SP ou du SE.
Lors de mes tests, j’ai également constaté une augmentation de la résolution 3D, mais elle est loin d’être aussi importante que le bond de qualité des textures. Le SP est déjà très bon pour capturer les petits détails, et les caméras monochromes intégrées à la tête de numérisation du SP semblent plus résistantes aux variations de distance de numérisation, aux conditions d’éclairage et au bruit des caméras que les caméras couleur du Discovery Pack.
La combinaison de l’EinScan-SP et du Discovery Pack est intéressante pour les professionnels qui souhaitent utiliser la numérisation 3D au-delà de l’ingénierie et l’appliquer à des cas d’usage tels que la création d’assets pour les jeux, la VR/AR et les productions d’animation 3D, ainsi que le patrimoine culturel et l’archéologie.
Pour un prix combiné de $3898, ce n’est pas vraiment un achat impulsif, mais ce prix reste compétitif face à des alternatives telles que le Pro S3 de HP (Test) et Scan in a Box (Test) — tous deux n’incluant que des caméras monochromes.
