Le marché des scanners 3D est réduit par rapport à d’autres marchés comme celui des imprimantes 3D, mais il existe tout de même de nombreuses options. C’est particulièrement vrai si vous recherchez un scanner 3D de bureau à lumière structurée monté sur trépied. Vous avez l’embarras du choix et, extérieurement, ils paraissent tous très semblables : ils intègrent tous un projecteur numérique et deux caméras. Quelles sont donc les différences ?
Il s’avère qu’au-delà des différences de spécifications matérielles, les écarts les plus importants se situent au niveau du logiciel. Les fabricants de scanners de ce type ont généralement développé leur solution logicielle, y compris les algorithmes de lumière structurée, depuis zéro. Cela signifie qu’ils proposent tous une interface utilisateur et un flux de travail différents. Et selon l’usage prévu, une solution pourra mieux s’intégrer à votre propre flux de travail qu’une autre.
Après avoir testé la série EinScan de scanners à lumière structurée et le HP S3/DAVID SLS-3, il est maintenant temps de tester le Scan in a Box. Fabriqué en Italie par Open Technolgies, une entreprise qui fabrique également des scanners 3D industriels, ce scanner est leur premier produit destiné aux professionnels disposant d’un budget plus limité.
Voyons comment il fonctionne et comment il se compare à ses principaux concurrents.
Matériel et prix
Comme avec d’autres scanners de ce type, la « Box » contient de nombreuses pièces et de nombreux câbles :
Le système de base comprend un mini-projecteur ASUS (résolution de 1280 x 800 pixels) sur un rail de guidage sur mesure avec deux caméras. À gauche se trouve le plateau tournant optionnel, au centre la plaque d’étalonnage et, dessous, un trépied Manfrotto Action (que j’utilise également moi-même pour la photographie et la photogrammétrie). Les caméras sont alimentées par USB ; il n’y a donc qu’un adaptateur pour le projecteur et le plateau tournant.
Le Scan in a Box est vendu à un prix très correct de €2390 (hors TVA), ce qui est très agressif comparé aux ~€4000 (hors TVA) que vous devrez payer pour le dernier scanner S3 de HP (anciennement DAVID SLS-3) si vous voulez deux caméras (et vous voudrez probablement deux caméras). Il faut toutefois noter que ce scanner est livré avec des caméras USB 3.0, qui constituent une évolution par rapport aux caméras USB 2.0 du Scan in a Box. À cet égard, ce scanner est peut-être davantage comparable à l’ancien modèle S2 de HP en termes de spécifications, qui est toujours vendu ~€2645 (hors TVA), soit un prix considérablement plus proche de celui du Scan in a Box. Mais comme je n’ai pas testé le S2/SLS-2, je ne peux rien affirmer de concret à ce sujet.
Un second modèle du Scan in a Box a récemment été lancé, appelé Scan in a Box FX, qui dispose d’un meilleur projecteur, de meilleures caméras (2 mégapixels) et de fonctions logicielles supplémentaires. Son prix est de €4490, ce qui en fait un concurrent plus direct du S3/SLS-3. Je testerai prochainement ce modèle.
Le plateau tournant est optionnel mais, pour la numérisation d’objets, il fait gagner du temps et s’amortit. Le plateau tournant Scan in a Box est lourd, son diamètre est plus grand que celui pouvant être acheté avec les scanners HP et il se situe dans la même gamme de prix : €890 (hors TVA) contre €835 (hors TVA) pour le HP Turntable Pro.
Installation et étalonnage
Dans la boîte se trouve une affiche imprimée qui fait habituellement office de guide de démarrage rapide, mais qui est ici plutôt complète. L’affiche contient tellement d’informations qu’elle est un peu difficile à suivre ; un livret aurait peut-être été préférable.
Comme on peut s’y attendre d’un système modulaire, il y a pas mal de câbles à brancher. Si vous souhaitez utiliser le plateau tournant, vous avez besoin de 3 ports USB, ce qui signifiait que je ne pouvais pas le connecter directement à mon Surface Book, qui n’en possède que 2. Un hub pourrait fonctionner, mais je pense qu’il n’est pas judicieux de brancher les deux caméras sur un hub. Le projecteur se connecte par câble HDMI. Vous devrez le configurer comme second écran dans Windows, mais cela n’est pas très difficile si vous avez des connaissances de base en PC.
Le Scan in a Box est livré avec le projecteur et les caméras prémontés sur le rail et pré-étalonnés pour être utilisés à une distance de 560 mm, ce qui correspond à un champ de vision de 250×200 mm. Ce réglage est idéal pour les objets de taille moyenne et en combinaison avec le plateau tournant. J’ai effectué la plupart des numérisations avec ce réglage.
Si vous souhaitez numériser des objets plus grands ou plus petits, vous pouvez reconfigurer la distance des caméras sur le rail à l’aide d’une clé Allen. Après cela, le système doit être réétalonné. Bien que cette procédure soit clairement décrite dans le guide, elle nécessite de modifier la position du système 3 fois et celle de la plaque d’étalonnage 9 fois. Et la fonction d’étalonnage du logiciel n’est pas entièrement infaillible. J’ai dû relire les instructions et étudier l’illustration pour comprendre ce que j’étais censé faire.
J’ai constaté que l’étalonnage du Scan in a Box prenait plus de temps et était moins infaillible que l’approche de HP avec la plaque d’étalonnage prépliée fournie avec le S3/SLS-3. Ce système projette également un retour visuel sur la plaque d’étalonnage pour vous assurer que votre étalonnage a réussi. Avec le Scan in a Box, vous devez vous faire confiance ainsi qu’au système. La question de savoir si la méthode d’étalonnage chronophage est un problème dépendra entièrement de la fréquence à laquelle vous souhaitez basculer entre différents champs de vision.
Le plateau tournant optionnel est livré avec sa propre plaque d’étalonnage, que vous pouvez utiliser soit à plat, soit debout. Vous devrez l’utiliser pour étalonner l’axe central du plateau tournant chaque fois que vous le déplacez ou que vous déplacez le scanner, mais comme cette procédure est très rapide, ce n’est pas un gros problème.
Logiciel
À part peut-être les spécifications de résolution, l’argument de vente unique des scanners à lumière structurée comme celui-ci n’est généralement pas le matériel, qui est surtout une combinaison d’appareils existants. La véritable différenciation est le logiciel. C’est là que l’expérience utilisateur se crée réellement. Non seulement pour l’utilisation du scanner, mais plus encore pour le traitement des données de numérisation, la résolution des problèmes et l’optimisation des modèles 3D pour leur utilisation ultérieure.
Le logiciel livré avec le Scan in a Box s’appelle IDEA et, pour ce test, j’ai utilisé la version 1.1. Il est inclus avec le scanner.
Le logiciel présente une interface sombre qui plaira aux utilisateurs de logiciels créatifs. De nombreuses icônes sont regroupées par couleur afin de différencier certaines parties des flux de travail de numérisation, de traitement et d’édition. Je couvrirai la plupart d’entre elles dans les sections pertinentes ci-dessous.
Globalement, le logiciel est resté stable et rapide lors de mes tests. Il faut noter que mon système dispose de 32GB de RAM. La quantité minimale requise est de 8GB, bien que je conseille généralement 16GB pour la numérisation à lumière structurée en haute qualité. Les exigences mentionnent également une carte graphique Nvdia Geforce. J’ai utilisé une GTX1070 pour ce test.
Numérisation
Bien qu’il soit tout à fait possible de numériser des objets en les faisant tourner manuellement ou sur un simple plateau tournant manuel, le plateau tournant électrique permet évidemment un véritable gain de temps. Il est aussi très rapide. Pour ce test, je n’ai numérisé que des objets petits et moyens sur le plateau tournant. Il est toutefois important de noter que la plage de tailles complète de ce scanner réglable est comprise entre 10 mm et 2 mètres. Et, comme la distance de travail maximale est également de plus d’un mètre, vous pouvez numériser des objets assez grands si nécessaire.
Si la rotation manuelle ou la numérisation de grands objets correspond à votre cas d’utilisation prévu, il est bon de savoir que le logiciel IDEA fourni avec le Scan in a Box original ne propose qu’un alignement semi-automatisé des numérisations séparées. Cela signifie que vous devrez définir 3 points sur chaque numérisation pour les aligner. Le nouveau Scan in a Box FX est également livré avec un logiciel amélioré, appelé version FX, qui propose aussi l’alignement entièrement automatique des numérisations séparées — juste après leur acquisition. J’ai vu ce logiciel en action lors d’une démonstration du FX au Formnext le mois dernier et il représente un véritable gain de temps pour la numérisation de grands objets.
J’ai donc utilisé le plateau tournant pour mes essais et, comme je l’ai écrit dans la section précédente, cela nécessite un étalonnage de l’axe après chaque déplacement du scanner. Si vous voulez une bonne acquisition des couleurs, il est également important d’étalonner la balance des blancs. Ces deux opérations peuvent être réalisées rapidement et vous permettent de numériser des objets assez grands sur le plateau tournant. J’ai pu numériser mon buste de 40 cm de haut en trois sections.
La numérisation est rapide, avec environ 4 secondes pour une numérisation et un peu plus si vous souhaitez aussi acquérir la couleur. Le plateau tournant tourne également assez vite et est suffisamment robuste pour supporter des objets plus lourds comme mon buste en pierre. Pour les objets légers et hauts, toutefois, l’accélération du plateau tournant peut être un peu trop rapide, car ils pourraient vaciller ou bouger. Mais je n’ai rencontré aucun véritable problème à ce sujet. J’aurais souhaité que le logiciel m’affiche chaque numérisation directement après son acquisition. À présent, il n’affiche le résultat qu’après avoir acquis toutes les numérisations sur le plateau tournant. Et même dans ce cas, vous devez d’abord sélectionner les numérisations séparées. La sélection d’un groupe ne rend pas automatiquement visibles toutes les numérisations qu’il contient.
Bien que le Scan in a Box contienne deux caméras monochromes, il peut acquérir la couleur en projetant des images rouges, vertes et bleues sur l’objet et en retraitant les canaux à l’envers. Cela fonctionne plutôt bien, sauf pour les surfaces qui ne font pas directement face au scanner. Ces zones auront une teinte verdâtre ou rosée. Même si vous numérisez à nouveau ces surfaces sous un autre angle, vous devrez supprimer manuellement les parties décolorées avant le maillage.
Pour la numérisation sur plateau tournant, vous pouvez définir le nombre d’arrêts au cours d’une rotation de 360-degrés. 8 étaient généralement suffisants, parfois 12-16 pour les objets complexes. Il est recommandé de nommer vos numérisations si vous numérisez plusieurs sections. Une fonctionnalité petite mais pratique (qui me manquait dans le logiciel HP) est une case à cocher qui vous permet de regrouper automatiquement les numérisations séparées du plateau tournant. Cela facilite un peu l’organisation et l’alignement de différentes sections.
Après l’alignement, il est judicieux d’exécuter l’enregistrement global pour toutes les numérisations. Vous pouvez ensuite nettoyer les nuages de points si nécessaire. Cela peut être fait par des sélections manuelles ou par des algorithmes qui sélectionnent automatiquement les valeurs aberrantes selon certains critères.
Le maillage s’effectue au moyen de quatre préréglages pour différents types d’objets. Les préréglages peuvent être modifiés pour les ajuster finement, mais ils sont très agréables à utiliser immédiatement. J’ai surtout utilisé le préréglage « petit objet artistique », car il offre la résolution la plus élevée. C’est aussi l’option la plus gourmande en ressources, mais j’ai été surpris par la vitesse de traitement, même sur le processeur double cœur de 6e génération (i5) de mon PC (les exigences indiquent un quadruple cœur, mais je n’ai rencontré aucun problème).
Après le maillage, l’objet apparaît dans la liste des numérisations pour être édité et optimisé davantage avec des algorithmes tels que la décimation et le lissage. Une fonction de remplissage des trous est également présente et elle est très complète. Je n’ai jamais vu de logiciel de numérisation 3D permettant de choisir, trou par trou, si vous souhaitez un remplissage incurvé ou plat. Il est même possible d’effectuer un remplissage planaire, pratique pour créer des bases totalement plates pour l’impression 3D.
L’exportation peut être effectuée vers .STL, .OFF .OBJ et .PLY. La couleur ne peut être exportée que sous forme d’informations par sommet. Malheureusement, le mappage de texture (atlas et carte triangulaire) n’est disponible que dans la nouvelle version FX d’IDEA fournie avec le Scan in a Box FX. Bien que je comprenne la logique marketing derrière ce choix, je pense que cela manquera à beaucoup de personnes, car il lie la résolution des couleurs à celle de la géométrie. La création d’un maillage low-poly avec des cartes de texture de haute qualité pour les jeux et les ressources VR/AR n’est donc pas possible dans le logiciel. L’exportation de nuages de points est également une fonctionnalité strictement réservée au FX.
Les fonctionnalités réservées au FX sont listées à la page 4 de cette brochure PDF.
Résultats
Commençons par examiner la tête en mousse des captures d’écran ci-dessus. Elle est entièrement blanche, le modèle ci-dessous ne comporte donc pas d’informations de couleur.
https://sketchfab.com/models/fbb41a3e9474484985545febb4df3f0c
Il est formidable de voir que non seulement toutes les bosses du polystyrène ont été correctement acquises, mais aussi les jointures qui indiquent où se trouvent les deux moitiés. Il convient également de noter qu’il n’y a aucune imperfection de mauvais alignement.
Vient ensuite le vieux pot des photos ci-dessus. Le premier embed est le résultat du Scan in a Box (SIAB) et le second est le même objet numérisé avec le HP S3 / DAVID SLS-3 :
https://sketchfab.com/models/d1c6fe70ccdb4b14a79e0fa5ed064630
https://sketchfab.com/models/019a6f10e4ae49868f2cc0ff633cd637
Premièrement, bien que les couleurs du SIAB soient définies par sommet, elles sont parfaitement adaptées à de nombreux usages. La carte de texture UV du SLS-3 est beaucoup plus floue — l’une des critiques dans mon test de cet appareil. Si vous désactivez les couleurs et examinez les deux modèles en mode MatCap en appuyant sur la touche 3 de votre clavier (appuyez sur 1 pour revenir au rendu original), vous constatez que la géométrie des deux numérisations est très similaire. Oui, le résultat du SLS-3 contient un peu plus de détails ici et là, mais il nécessite pour cela pas moins de 6.7M polygones contre seulement 1.2M pour le modèle SIAB. Vous l’aurez remarqué pendant le chargement.
Pour une autre comparaison, j’ai numérisé un objet plus petit, à savoir une basket adidas de taille enfant, avec les deux scanners (SIAB d’abord, SLS-3 ensuite) :
https://sketchfab.com/models/e139a4453d534cb89a3c3e122a1f5ba0
https://sketchfab.com/models/672cee7fac1f4242a3ee1126dc1821b8
Les deux ont une bonne représentation des couleurs pour des scanners sans capteur RGB, bien que le modèle SIAB souffre un peu des teintes vertes et magenta évoquées précédemment. Le résultat du SLS-3 n’a pas ce problème, mais les couleurs sont un peu moins nettes.
L’examen de la géométrie en mode MatCap révèle que les deux scanners n’ont pas pu acquérir les bandes noires sur le côté de la basket et se sont au contraire largement appuyés sur le remplissage des trous. À en juger par l’avant et les coutures, les détails sont un peu plus nets sur la numérisation SLS-3, mais cette différence pourrait être négligeable pour la plupart des utilisations. Et de telles différences peuvent tout aussi bien être dues à des variations des conditions lumineuses, de l’étalonnage et/ou des paramètres de fusion de maillage. Quoi qu’il en soit, le modèle SIAB est de nouveau beaucoup plus petit, avec 1.7M polygones contre 5.9M pour la numérisation SLS-3.
Si vous vous intéressez au Scan in a Box en raison de votre budget, il peut également être intéressant de voir comment il se compare à un scanner à lumière structurée encore plus abordable. Ci-dessous, il s’agit de la même basket numérisée avec le Shining 3D EinScan-SE que j’ai testé il y a quelque temps. Bien que ce scanner ait un champ de vision fixe, il coûte seulement $1199 et ce prix comprend le plateau tournant automatique.
https://sketchfab.com/models/04c5182c59f64b39b1cc4d1772d28647
En observant l’avant et les coutures de la basket dans MatCap, le résultat de l’EinScan-SE est clairement moins détaillé en matière de géométrie. Mais il a réussi à acquérir les bandes noires sur le côté de la chaussure, ce qui est remarquable. Le logiciel fourni avec ce scanner prend également en charge le mappage de texture UV, absent du SIAB (uniquement disponible sur le SIAB FX), ce qui peut être important pour certains cas d’utilisation. Il s’agit assurément d’une bonne texture et l’EinScan-SE ne possède pas non plus de capteur RGB.
Voici quelques autres numérisations de matériaux différents et de tailles totalement différentes.
https://sketchfab.com/models/3603cd9e0c984ee29063cefd079d47df
Les parties rouges de la petite figurine ci-dessus sont assez brillantes, ce qui a généré du bruit dans la numérisation. Les parties mates comme le visage sont beaucoup plus propres. Il peut donc être préférable d’appliquer un spray matifiant sur les objets comme celui-ci pour obtenir les meilleurs résultats. Indépendamment de cela, si vous regardez la plaque inférieure, vous pouvez voir une définition claire des vis et des inscriptions. Malheureusement, le SIAB n’a pas correctement acquis les trous à l’arrière. Cela peut être dû au fait que je n’ai utilisé que 8 arrêts de rotation. Pour cela, ainsi que pour d’autres détails tels que le petit interrupteur noir en bas et les détails des vis chromées, vous aurez probablement besoin de quelque chose comme le scanner portable à lumière bleue Artec Space Spider (voir le résultat du même objet ici)
Voici une numérisation d’un buste de Yoda de 10 cm de haut, imprimé en 3D. J’ai désactivé la couleur, car nous savons tous qu’il est vert et les reflets dans le matériau PLA vert ne l’avantageaient pas.
https://sketchfab.com/models/b3ae1d04bac345efb1f0fd527635b47f
Une numérisation plutôt réussie. Peut-être un peu bruitée. Mais si ce bruit n’est peut-être pas un problème pour Yoda, il pourrait l’être pour des objets techniques. J’ai donc numérisé ma Surface Mouse et l’ai maillée respectivement avec les préréglages Petit objet artistique et Objet technique :
https://sketchfab.com/models/71aa4c6e0d1e4cd3904227958185f42f
https://sketchfab.com/models/02fe0b5146d94b1eb59efc43e1178d7c
Comme vous pouvez le voir, le préréglage Objet technique donne bien une surface plus lisse (jeu de mots assumé) mais au prix de la perte de certains détails pouvant être pertinents pour la rétro-ingénierie. Je suis très curieux de savoir si les meilleures caméras et le meilleur projecteur du Scan in a Box FX produiront des images de profondeur moins bruitées.
Enfin, numérisons quelque chose de grand. J’ai placé mon buste de 40 cm de haut sur le plateau tournant, que j’ai étalonné en plaçant le disque d’étalonnage sur une boîte. J’ai numérisé le buste en 3 segments verticaux, car j’étais trop paresseux pour réétalonner le scanner pour un champ de vision plus large. Mais cela a bien fonctionné.
https://sketchfab.com/models/0d3ba167606644059454df164b5394f5
Excellente numérisation avec beaucoup de détails dans la géométrie. Et même si la couleur est définie par sommet, ils sont assez nombreux pour produire un résultat convaincant.
Verdict
À €2390 (hors TVA), le Scan in a Box se place bien entre l’Einscan-SE, plus abordable mais moins flexible, et le plus cher HP Pro S3 (DAVID SLS-3). Mais ce dernier possède de meilleures caméras qui sont probablement plus comparables au récent modèle FX du Scan in a Box, qui coûte €4490. Mais ce modèle ne remplace pas le Scan in a Box original, qui restera disponible comme alternative abordable.
Et pour une alternative abordable, c’est un très bon scanner, particulièrement associé au plateau tournant optionnel. Cette mise à niveau vous coûtera €890, mais si vous prévoyez de numériser régulièrement des objets petits à moyens, elle s’amortira au fil du temps.
L’étalonnage du SIAB est un peu fastidieux, surtout comparé à la méthode plus robuste et plus rapide du HP Pro S3. Mais, encore une fois, l’étalonnage n’est jamais amusant et vous ne devez le faire que lorsque vous modifiez la position des deux caméras. D’un autre côté, l’étalonnage du plateau tournant est très rapide et n’est pas présent sur le scanner HP. Grâce à cet étalonnage de l’axe, les numérisations séparées du plateau tournant sont déjà alignées presque parfaitement après l’acquisition, sans nécessiter d’alignement par caractéristiques après chaque numérisation. L’enregistrement global peut et doit toujours être réalisé ensuite, mais il est étonnamment rapide dans le logiciel IDEA.
Comme avec tous les scanners modulaires à lumière structurée, c’est le logiciel qui distingue la solution globale de la concurrence. Le logiciel IDEA est bien conçu et possède de nombreuses fonctionnalités. La numérisation est facile et de nombreuses fonctions de post-traitement sont proposées. Malheureusement, l’alignement automatique direct n’est disponible que dans la version FX du logiciel IDEA, vous obligeant à aligner les numérisations semi-manuellement en sélectionnant 3 points sur chaque numérisation ou groupe de numérisations. Une autre fonctionnalité exclusive au FX est le mappage de texture UV ; les numérisations SIAB originales ne peuvent donc avoir qu’une coloration par sommet. Selon votre objectif, vous devrez décider si l’absence de ces fonctionnalités vaut la différence de prix.
La numérisation avec le SIAB est étonnamment rapide, surtout avec le plateau tournant. Je dirais presque que cela pourrait être un peu ralenti, car l’accélération rapide peut faire vaciller certains objets, mais ils ont toujours cessé de le faire juste à temps. L’acquisition de géométrie est bonne, bien que certaines surfaces puissent contenir un peu de bruit. Le logiciel IDEA possède des préréglages pour filtrer la majeure partie de celui-ci ; cela ne sera donc pas un gros problème, mais cela se fait au prix d’une perte de netteté des détails. Je m’attends à ce que le meilleur duo caméra/projecteur du modèle FX résolve ce problème, mais vous devrez attendre mon test de ce scanner pour en être certain.
Le scanner fournit davantage de détails géométriques que l’EinScan-SP de prix similaire, et le logiciel IDEA est également beaucoup plus complet. Mais bien que cet appareil ait un champ de vision fixe, il se connecte à votre ordinateur via un seul câble USB. Avec le plateau tournant, le Scan in a Box en nécessite 3, plus un port HDMI et deux prises électriques, ce qui rend le kit complet moins portable. Et si les caméras et le projecteur contrôlables manuellement du SIAB offrent un contrôle fin aux professionnels, cela peut être un peu trop pour les débutants, contrairement à l’EinScan-SP à mise au point fixe.
Dans l’ensemble, le Scan in a Box est une solution solide et polyvalente, fournie avec un logiciel complet mais toujours facile à utiliser, à un prix attractif. Il devrait assurément figurer sur votre liste si vous recherchez un scanner modulaire à lumière structurée.
Merci de votre lecture ! J’espère que ce test vous a été utile dans votre processus de décision. Si vous pensez qu’il peut également intéresser vos amis ou abonnés, n’hésitez pas à le partager sur votre réseau social préféré.
Bien sûr, j’imagine que vous voulez savoir si le nouveau Scan in a Box FX vaut ce supplément. Je le testerai prochainement, alors suivez-moi sur l’un des réseaux sociaux ci-dessous si vous voulez être les premiers informés.
