3D scanner

3D scanner arm op Maker Faire

Volg hier het hele proces van de ontwikkeling van onze 3D scanner, waarmee we kunstvoorwerpen kunnen inscannen.

Hoe het begon

In 2019 hadden wij een bijzonder apparaat te gast: 3D Scotty, een personenscanner. Deze kregen we een tijdje in bruikleen van eigenaar en ontwikkelaar Gerco Kanbier, om mee te experimenteren bij het Lab. Nou, daar konden we wel wat mee!

Een personenscanner is een soort kooi waar 100 webcams in gemonteerd zitten. Je gaat in het midden van de kooi staan en met één druk op de knop wordt een fotoset van 100 foto’s maakt, helemaal om je heen. Al die foto’s overlappen elkaar een klein beetje, precies genoeg om door een computer herkend te worden en daar een 3D model van te kunnen maken. Dan heb je dus een virtueel model van jezelf, hoe cool is dat?!

Wat kan je met een 3D model van jezelf? Nou, een miniatuur standbeeldje uitprinten op de 3D printer bijvoorbeeld. Of jezelf animeren en in een game omgeving of virtual reality omgeving plaatsen. Wij scanden een aantal dansers in, zodat ze een duet met hun virtuele zelf konden dansen op toneel. Je kan je voorstellen dat je daarmee ‘onmogelijke’ stunts kan uithalen. Lees ook onze blogposts over 3D scan en dans.

Voorwerpen inscannen

Maar goed, na een half jaar ging 3D Scotty weer op reis naar een volgende plek, en zaten we zonder scanner. Heel jammer, want we zagen nog duizend toepassingsmogelijkheden voor 3D scans van mensen en voorwerpen. Het Lab zou het Lab niet zijn als we daar niet iets op wisten te verzinnen.

Het principe van 3D scannen is eenvoudig: regel een fotoset van meerdere overlappende foto’s die rondom een voorwerp worden gemaakt en voer die in in speciale render software. Wij gebruiken Agisoft Metashape. Zo’n fotoset kan je ook met de hand maken, door met een spiegelreflexcamera rond een voorwerp te fotograferen, maar dat wordt niet zo precies als vast opgehangen camera’s. En voor personen of dieren werkt met de hand fotograferen niet, want die kunnen nooit lang genoeg stilstaan. Maar (kunst)voorwerpen wél!

Om het principe te testen hebben we de samenwerking opgezocht met onze docenten beeldende kunst. We hebben hun creaties handmatig ingescand en deze in een VR omgeving geplaatst. Ook hebben we een digitale expositie gemaakt van hun fysieke tentoonstelling "IJs, taart en gebak" die op een iPad te bekijken was.

Omdat hier duidelijk toegevoegde waarde zat ontstond het idee om zelf een 3D scanner te bouwen, eigenlijk een miniatuurversie van de 3D Scotty, zodat we eenvoudig kunstobjecten van hout of keramiek zouden kunnen inscannen zonder dat daar een vaste hand voor nodig was.

IJs, taart en gebak expositie

Prototype ontwikkelen

We hebben het principe van meerdere camera’s op een paal overgenomen van 3D Scotty. Omdat voorwerpen stilstaan was het niet nodig om helemaal rondom camera’s te plaatsen. Met één paal die ronddraait rond het object zou je eenzelfde fotoset kunnen maken.

Dus we gingen aan de slag. Labfreak David schreef de software voor de aansturing van de webcam’s en het opslaan van de fotoset. Labfreak Jordy boog zich over het ontwerp van de scanner arm. En gezamenlijk is de hardware en elektronica uitgedacht. En zoals dat gaat met het ontwikkelen van een prototype: er gaan altijd een paar versies overheen voordat alles goed werkt. De behuizing was eerst nog gebaseerd op de 3D Scotty, met modulaire kastjes waar alle elektronica in weggewerkt was. Die zouden we op elkaar stapelen met scharnieren ertussen, zodat ze individueel te richten zijn om het voorwerp. Dat werd niet zo stevig, dus uiteindelijk hebben we een test gedraaid door alles vast te tapen aan een bureaulamp. Dat werkte eigenlijk prima, dus toen kwamen we op het idee om een versimpelde versie te maken met aluminium profielen waar alles aan gemonteerd kon worden.

Test het zelf

Met behulp van onderstaande QR-code en de zwart-wit markers kan je meteen de ingescande kunstwerken bekijken. Het werkt dus zelfs via een computerscherm. Scan eerst de QR-code met de camera van je telefoon. Volg de link en sta het gebruik van je camera toe. Richt daarna de camera op één van de markers en zie de beelden in 3D verschijnen op je telefoon!

QR-code Maker Faire
Marker voor Cola blikje
Marker voor kunstobject 1
Marker voor kunstobject 2
Marker voor kunstobject 3
QR-code en 3D markers voor augmented reality