3DMakerpro Seal vs Revopoint Inspire vs POP3 vs Mini

2023年11月19日 00:03

3DMakerpro Seal vs Revopoint Inspire と POP3 と Mini を使い比べよう、という趣旨の記事です。登場する機材は全部自腹切ってます。メーカーの宣伝じゃないよ。
スキャンはメーカー純正のスキャンソフトのその時点での最新版を使い、最も細かいメッシュが得られる設定で使っています。

ハードウェア

見たまんまなので詳しい解説は省略。

スキャン品質

スキャン対象

　比較のために、あえてスキャンしづらいアイテムを集めて性能を試すことにする。スキャン作業は条件を変えながら２～3回試行し、ベストな結果を選んだ。スキャンはすべて回転テーブルを使ったもの。手持ちスキャンは試していない。

１．石膏像
　ディティールの再現度を評価しやすい。

２．明るい色のレゴブロック　３．暗い色のレゴブロック
　レゴは寸法が安定しており精度を評価するための安価な素材として優秀だ。さらに色による影響も評価しやすい。

４．コンセントのヤツ
　正式名称不明。アース線は邪魔なので切り落とした。黒くツヤがあり典型的な3Dスキャンしづらい部品。細かいシボがスキャンできるかどうかも評価項目のひとつ。

５．バイク部品
　メッキされていて光沢があるうえアンダーカットが複数あり、3Dスキャンしづらい部品。

スキャン結果

上表の部位欠損は何かというとこういう状態。大部分はスキャンできたが一部はスキャンができない状態。この例だと黒いレゴブロックだけ形状を得られていない。
　スキャンしづらいものをスキャンするためにセンサ感度やIRライト照度を上げていくことになるが、ノイズが乗り形状が崩れていく。それも限度があり、スキャンできなくなる。「部位欠損」というのはちょうどスキャンできる、できないの境目の状態。

スキャン１．石膏像

どれもうまくスキャンできている。詳細を見ていく。

Sealはあまりメッシュ密度が高くない。廉価帯のINSPIREと比較しても同等とはいえない。メーカーは「解像度0.05mm」を謳っているが、実際に撮影できたデータを見ると、解像度はスペックが劣るINSPIREにも満たない。これについては記事の末尾で扱う。
Sealと同じ青色光を使うRevopoint Miniが最も良くスキャンできている。耳やえくぼ、眼の形状が一番よくスキャンできているし、メッシュが細かい（≒測定点が多い）。
スキャン品質（≒メッシュ密度と形状再現度）は
←良　mini > POP3 = INSPIRE > Seal　悪→

スキャン２．明るい色のレゴブロック

寸法精度はこんな感じ。良くはないですね。

スキャン３．暗い色のレゴブロック

　なんやかんや撮れた。Revopoint系では黒色まで撮れたことはなかったので、ここはSealの良いところかな。

スキャン４．コンセントのヤツ

Sealでもまぁ撮れないということもない。ディティールが甘い。

スキャン５．バイク部品

Sealも撮れないということもないのだが、メッシュ密度に比例してエッジが甘い。

まとめ

　3DMakerpro Sealはメーカーの宣伝とは違う特性を持っているようだ。実環境では「0.01mmの精度」や「0.05mmの解像度」を得ることは難しい。
　とはいえ全く使い物にはならない、というわけでもない。同価格帯のRevopointのスキャナと比べて、金属や黒色、色の変化に強い。ただし特別推せるポイントもない。精度や解像度を求めるならRevopoint Miniが良いし、汎用性が欲しいならPOP3、廉価を求めるならINSPIREで良い。

おまけ：点群に存在する「縞」

メーカーは「0.01mmの精度」や「0.05mmの解像度」を謳っているが、実際にスキャンソフトから吐き出されるメッシュデータの密度は最高設定でもさほど細かくない。
なので非純正のソフトを使って点群データをメッシュデータに変換てみよう。使ったのはRevo Studio。

3Dスキャナから得られた物体の座標データは、点の集まり「点群データ」にまず加工される。石膏像をSealで撮った場合は2000万点ほどの点の集合体となり、データサイズは923MBだった。（最高設定の場合）

点同士の間隔は0.06mm程度だった。メーカーの「解像度0.05mm」というのもあながち嘘ではないようだ。
それはさておきアップにすると周期的な縞が見えてくる。

メッシュに変換すると、縞がよりくっきり見えるようになる。
メッシュ密度が周期的に変化するだけならまだしも、縞と縞の間、谷にあたる部分は位置精度も悪いようだ。点の座標が文字通り谷のようになっている。一言で言うとスキャン品質が悪い。

原理はわからないが、スキャナの向きによっても縞が変化するようだ。
石膏像だけでなく、金属の部品やレゴブロックでも発生した。

点群データに縞があるのはもうどうしようもない。ではどうするか。
縞の谷間にあたる部分の点群は無視するようにメッシュ化するしかない。つまりこうなる。

谷の点群まで含めれば高解像度と呼べないことも無いが、実用的な解像度は縞の間隔に左右されることになる。縞の間隔は0.3～0.4mm前後だった。
つまりSealの実用的な解像度は0.3mm程度となり、ひと昔前の個人向けスキャナ程度だ。

縞はなぜおこる？

よくわからない。考えられる原因はこんなもんだろうか。

Structured Light同士が光学的に干渉している
カメラの解像度が足りていない
レンズがおかしい（新品だが）
ターンテーブルの回転速度が奇跡的に何かと同調して悪さをした

おまけのまとめ

点群データは「解像度0.05mm」程度のデータ密度である
点群データに縞・網状の密度ムラがありデータ品質が悪い。
綺麗なメッシュを貼ろうとすると解像度は0.3-0.4mm程度まで落ちる。
なんで密度ムラが発生するのはわからん。
密度ムラさえなんとかなれば解像度が高くていいスキャナなのにな。