Scegliere uno scanner 3D non è facile come sembra. Per molti prodotti high-tech siamo abituati a navigare nel web alla ricerca di consigli, recensioni, “best price”, e la scelta finisce per convergere sul prodotto (e fornitore) che raccoglie i maggiori consensi. Ma mentre con i prodotti high-tech generici (smartphone, videocamere, computer) abbiamo già da tempo acquisito dimestichezza e digerito i criteri di selezione, gli scanner 3D rappresentano tutt’ora per molti di noi uno “strumento esoterico che in qualche modo cattura la realtà“, dal quale spesso ci aspettiamo miracoli. Qualche scanner li fa, altri no.
L’importanza delle dimensioni del soggetto per scegliere uno scanner 3D
“Certo che non manchi nulla per una buona foto?”
La maggior parte dei clienti, nelle conversazioni preliminari durante le quali cerco di capire quali siano le loro esigenze, pensa che un singolo scanner risolva tutte le problematiche di scansione. Quando gli chiedo cosa debbono acquisire, emerge che le loro aspettative vanno dalla moneta al carro armato (in termini di dimensioni). E qui, la dolente nota. “Allora avete bisogno di due diversi scanner, o forse di tre” è la mia risposta. Già, una cosa è una lente di ingrandimento, un’altra un cannocchiale. Se debbo dipingere una porta, userò probabilmente un pennello di sette o otto centimetri. Ma per mettere lo smalto alle unghie quel pennello non va bene. Così come il pennello per lo smalto delle unghie non sarebbe l’ideale per verniciare la porta. Mentre per le fotocamere è possibile usare ottiche Zoom, per gli scanner si utilizzano ottiche fisse. Quindi – purtroppo – ciascuno scanner ha una precisa profondità di campo, ed è adatto ad acquisire oggetti da una certa misura ad un’altra. In casa Artec 3D, abbiamo ad esempio almeno quattro diverse categorie:
Micro – per oggetti piccoli, sino a 9×6 cm Space Spider – per oggetti medio piccoli, sino a circa 30 cm. Eva – Leo – per oggetti medi, da 30 cm. alle dimensioni di un’auto Ray – per oggetti grandi, da un’auto sino a svariate decine di metri
Per questi scanner, non varia soltanto la profondità di campo, ma anche la risoluzione (distanza tra un punto campionato e il successivo) e l’accuratezza (errore di posizione tra il uno specifico punto dell’oggetto e il corrispondente punto catturato dallo scanner). Questo implica che – ad esempio – considerata la risoluzione dello scanner Micro (0,029 mm, ovvero circa 1200 punti per millimetro quadrato), se dovessimo acquisire un oggetto più grande di 6×9 cm le dimensioni del file ottenuto sarebbero ingestibili. Così come è vero che se volessimo acquisire il rilievo di un’impronta digitale con lo scanner Eva (risoluzione 0,5 mm., 9 punti in un mm2), la risoluzione sarebbe insufficiente per garantire un buon risultato. Quindi, come scegliere uno scanner 3D riguardo al problema delle dimensioni? Non ci sono che due alternative; acquistare lo scanner più adatto per la maggior parte dei soggetti di scansione previsti, oppure acquistare più di uno scanner. Fortunatamente, alcune case (ad esempio Artec, prevedono considerevoli sconti quando si acquista un “Bundle” (due o più scanner diversi per coprire differenti esigenze
Scanner professionali o low cost?
Una simpatica (ed economica) soap box
“Se proprio si deve annegare, meglio annegare in acqua alta” diceva un mio vecchio amico. Il fatto è che molto spesso, gli scanner low cost finiscono per risultare del tutto inutili. Certo, contenere gli investimenti è una saggia politica. Ma soltanto se la soluzione che abbiamo individuato è una soluzione. Acquisteremmo, anche se a basso prezzo, una fotocamera che fa sempre foto sfocate? O un cacciavite che si piega anziché svitare le viti? Indosseremmo, anche se regalati, un paio di occhiali con i quali non riusciamo a vedere bene? Nel caso degli scanner, questo è il problema. La tecnologia di scansione è complessa, molto complessa, e anche a causa della ridotta diffusione di questi dispositivi, non si riesce a produrre un prodotto contemporaneamente economico e valido. Insomma, piuttosto che – per risparmiare ad ogni costo – scegliere uno scanner 3D economico che poi risulta inutilizzabile, meglio non comprare nulla. Il risparmio è maggiore. Comunque, provare per credere. La cosa migliore è provare di persona, durante una dimostrazione – i modelli “candidati”, possibilmente con un oggetto campione che rappresenta la tipologia media degli oggetti che vorremmo scansionare. Un fornitore serio ci consentirà senz’altro di farlo.
Scegliere uno scanner 3D – le diverse tipologie
I famigerati “All-in-One”
Pubblicità di un accessorio per trasformare il trapano in una sega del 1975
Andiamo per esclusione. Da evitare – come la peste (o il Corona Virus) gli “oggetti ibridi”. Si è periodicamente assistito a roboanti annunci di strumenti “All-in-One” che dovrebbero sulla carta risolvere tutti i nostri problemi, es. la “Stampante 3D/Scanner/Fresatrice/Incisore laser”. Basta leggere i commenti e le recensioni dei malcapitati acquirenti di queste diavolerie per rendersi conto che tali soluzioni non funzionano bene neppure in una singola funzione tra quelle magnificate. Del resto non ci vuole molto a capire che un dispositivo soggetto a variazioni di temperatura, vibrazioni, produzioni di polveri e fumi sia ben poco adatto ad applicazioni che richiedono una precisione ottica micrometrica. Se prima avevo detto che comunque con una prova pratica ci si può fare un’idea se un dispositivo va bene o meno per noi, in questo caso suggerisco direttamente di saltare la prova. Se vogliamo fare scansioni, dovremo scegliere uno scanner 3D, non un “mai più senza”.
Scanner su tripode
Una macchina fotografica a lastre dell’800
Dipende. In alcuni casi – ad esempio gli scanner Laser Long Range, una collocazione statica è indispensabile. Negli altri casi, è decisamente scomoda. Per acquisire un intero modello 3D, dovremo “riprenderlo” da tutte le angolazioni possibili: un treppiede, basti pensare alla ripresa dall’alto, è scomodo, e in alcuni casi (pensiamo ad una statua collocata non distante da un muro) rappresenta un ostacolo insormontabile. Questa tipologia di scanner (parlando di quelli a luce strutturata) presenta generalmente una ulteriore scomodità. La necessità di “calibrare” lo scanner prima del suo utilizzo, con una tabella di calibrazione che deve essere collocata ad una certa distanza. Rieseguire questo processo di calibrazione ad ogni spostamento è tedioso, fa perdere tempo e rischia, per la diversa accuratezza con la quale le calibrazioni vengono effettuate, di compromettere l’accuratezza di scansione. C’è tuttavia una deroga alle limitazioni degli scanner a luce strutturata statici, e circostanze nelle quali scegliere uno scanner 3D su treppiede potrebbe funzionare. Se debbo acquisire oggetti medio-piccoli, tra di loro topologicamente simili e della stessa dimensione, posso collocare stabilmente lo scanner e una tavola rotante; in questo caso l’operazione di scansione risulterà in qualche modo “automatizzata”. Insomma, questa tipologia di scanner è poco flessibile nell’utilizzo, e più adatta ad applicazioni in studio, dove è possibile predisporre un “set” fisso, adatto ad una specifica tipologia di oggetti.
Gli scanner Hand Held
Lo scanner Hand held Space Spider
Non c’è molto da dire. La differenza, in termini di praticità di utilizzo, è quella tra una fotocamera compatta ed una macchina a lastre come quelle usate nell’800. Posso utilizzare questi scanner pressoché dove voglio, generalmente anche con un computer portatile od un tablet, alimentando sia il computer sia lo scanner a batteria quando non è presente l’alimentazione di rete. I gradi di libertà che il movimento della spalla, del braccio e della mano consentono mi permettono di seguire l’andamento delle superfici del modello con l’angolazione ottimale dello scanner, a tutto vantaggio della qualità e accuratezza della scansione. Generalmente questi scanner non richiedono calibrazione, e consentono un feedback in tempo reale dei risultati ottenuti. Queste caratteristiche di immediatezza li rendono ideali per tutte quelle applicazioni nelle quali è impossibile o non conveniente ripetere la scansione in caso di problemi. Gli scanner a brandeggio manuale risultano di conseguenza lo strumento da preferire quando le nostre esigenze richiedono flessibilità. Scegliere uno scanner 3D Hand held significa essere pronti ad affrontare le più svariate esigenze di scansione.
Il “Non Plus Ultra”
Lo scanner Hand held Artec Leo
Per il momento unico nel panorama degli “Hand held”, Artec Leo è lo scanner 3D che integra al suo interno tutte le funzionalità di scansione e data processing. E’ dotato di un display LCD orientabile che permette di controllare i risultati direttamente sullo scanner in tempo reale. Di una sofisticata elettronica da 1 Teraflops e 256 Cuda in grado di processare sino a 80 immagini 3D al secondo. Di un hard disk SSD che può contenere centinaia di progetti diversi. Di una batteria ricaricabile e sostituibile che può durare un giorno. Di un sistema di comunicazione WiFi, Ethernet e scheda SD per trasferire i dati ad un computer per successive elaborazioni. Di un giroscopio con 9 gradi di libertà, e molte altre funzionalità. Si, come dicevamo all’inizio, uno strumento esoterico che cattura la realtà.
La ricetta di Artec 3D
Anche Artec 3D, da sempre attenta a fornire agli utenti tutte le informazioni necessarie agli utenti, ha preparato con il suo learning center una interessante guida per la scelta dello scanner 3D, particolarmente approfondita rispetto ai parametri da considerare e ai criteri chiave:
