Cet article a été traduit automatiquement (article original en anglais ici).

Introduction

Juste après avoir testé le dernier FreeScan UE de Shining 3D en juillet, nous avons reçu le tout nouveau Einstar à notre laboratoire de test.

Ce test du Einstar marque notre cinquième test d’un scanner 3D issu de la marque EinScan. Nous avions testé l’EinScan-Pro (2016), l’EinScan-SP (2017), l’EinScan Pro 2X Plus (2019), et l’EinScan HX (2020).

Comme on peut s’y attendre avec autant de générations, les scanners 3D ne cessent de s’améliorer et ce sur tous les plans. En termes de performances et de logiciels, il y a toujours eu une évolution constante au fil des années, et nous avions même remarqué une progression encore plus importante lors de l’examen du HX.

Revenons au Einstar : il s’agit d’un scanner 3D à moins de 1 000 dollars américains qui utilise la technologie de capture 3D basée sur la lumière structurée blanche associée à la technologie VCSEL. Cette technologie laser infrarouge est particulièrement intéressante pour les applications de numérisation du visage, car elle ne rend pas les utilisateurs “aveugles” pendant le processus de numérisation. Apple, par exemple, utilise la technologie VCSEL pour sa fonction Face ID.

L’Einstar peut également capturer les couleurs et tgextures grâce à ses caméras embarquées, ce qui était auparavant une option disponible uniquement sur certains modèles EinScan.

En résumé, nous avons toujours été plutôt satisfaits de nos expériences avec la gamme EinScan. En parcourant nos anciens articles, on retrouve des mots-clés communs : “très bon rapport qualité-prix”, “abordable”, “puissant”, … Voyons si ces mots-clés s’appliquent également à l’Einstar.

Avantages

  • Prix abordable (moins de 1 000 €)
  • Rapidité de capture 3D
  • Très bon rendu des textures
  • Ne surchauffe pas

Inconvénients

  • Peu ergonomique
  • Un peu bruyant
  • Pertes occasionnelles de tracking

Unboxing

L’Einstar est livré, outre la boîte en carton, dans une mallette de transport très pratique. Elle permet de ranger en toute sécurité le scanner, ses câbles, le boîtier d’étalonnage et les marqueurs. C’est la première fois que nous voyons autant d’efforts déployés pour des accessoires de scanner 3D à ce prix. Même certains scanners plus chers ne disposent pas d’un étui de protection aussi agréable au toucher.

Shining 3D a même inclus un chiffon de nettoyage pour la face avant du scanner, là où se trouvent les capteurs. C’est plutôt bienvenu car lorsque vous commencez à utiliser le scanner, vous vous rendez rapidement compte qu’il est facile d’y laisser des empreintes digitales.

Le scanner a une forme rectangulaire, en forme de boîte, et ne dispose pas d’une poignée ou zone spéciale de préhension (il y a juste une dragonne pour éviter de le faire tomber). Vous devez ainsi le tenir du bout des doigts, en faisant attention à ne pas couvrir la face avant du scanner. Ce n’est pas une position très confortable, on sent s’installer une tension sur le dessus de la main et du poignet après seulement quelques minutes de numérisation. Ce n’est pas idéal pour les longues sessions de numérisation, mais c’est parfait pour les objets et pièces de petite taille.

Configuration requise

Pour que tous les logiciels et le matériel fonctionnent sans problème, Shining 3D recommande la configuration suivante :

  • CPU : Intel Core i7-11800H ou supérieur
  • RAM : 32 Go ou plus
  • Carte graphique : NVIDIA GTX 1060 ou supérieure
  • VRAM : 6 Go ou plus “

Nous avions encore le PC que Shining 3D nous avait prêté pour le test du FreeScan UE Pro, avec les spécifications suivantes :

  • Système d’exploitation : Windows 10 64-bit
  • GPU : GeForce RTX 3060 Ti
  • VRAM : 8GB
  • CPU : i7-11800H @ 2.30GHz
  • RAM : 64GB

Le logiciel – appelé EXStar – a généralement bien fonctionné, mais a parfois été un peu lent malgré ces spécifications monstrueuses. Il est donc vraiment important d’avoir un ordinateur puissant pour faire tourner le logiciel sans problèmes.

Mise en route

Installation

Comme l’ordinateur portable que Shining 3D nous a prêté ne pouvait pas se connecter à Internet pour des raisons de sécurité et qu’EXStar n’était pas déjà installé, nous avons dû passer par le processus d’installation hors ligne

Il faut d’abord créer un compte sur le site Web de Shining 3D, puis télécharger un fichier que l’on transfère par USB sur le PC hors ligne. Le processus a été assez rapide.

Nous avons ensuite installé le Einstar en branchant le tout. Il est livré avec un câble deux en un, comme sur la plupart des scanners 3D professionnels ; le câble d’alimentation se branche sur le câble de données, qui se branche sur le scanner.

Calibration

Le processus est lui aussi très simple, et prend moins de 10 minutes pour les deux types de calibration : l’un concernant la précision géométrique et l’autre dédié aux couleurs.

Tout d’abord, vous devez placer la plaque d’étalonnage (compacte et légère) couverte de marqueurs sur votre bureau ou votre table, puis lancer le mode de calibration à partir du logiciel Einstar sur votre ordinateur.

EXStar vous invite à tenir le scanner à différentes distances et à différents angles par rapport à la plaque. Si vous êtes novice dans les processus de calibration des scanners 3D, vous devrez peut-être vous y reprendre à deux fois pour certaines positions. Veillez à suivre le même mouvement que celui indiqué sur l’interface du logiciel.

Une fois que vous avez validé tous les angles et distances, le logiciel passe à la partie balance des blancs. Cette partie ne prend littéralement que quelques secondes.

Modes de scan 3D

Une fois que vous avez calibré votre scanner avec succès, vous pouvez commencer votre première numérisation 3D. Lorsque vous démarrez un nouveau projet, EXStar vous demande de créer et de nommer un nouveau dossier pour celui-ci.

Ensuite, il est possible de choisir parmi plusieurs options pour obtenir les meilleures performances en fonction du type d’objet à capturer en 3D.

Mode portrait ou objet

Ici, vous indiquez si vous numérisez une personne (pour un scan 3D du visage) ou un objet. Si vous sélectionnez le mode “portrait”, vous pouvez passer au paramètre suivant.

Si vous sélectionnez le mode “objet”, vous devez indiquer sa taille :

  • Petit, pour les objets mesurant entre 50 x 50 x 50 mm et 200 x 200 x 200 mm
  • Moyen/grand, pour les objets mesurant 200 x 200 x 200 mm et plus

Mode de capture

Vous pouvez choisir entre différents modes de capture : “feature”, “texture” ou “hybrid” (“feature” + marqueurs)

En mode “feature”, le logiciel et le scanner se positionnent en fonction des formes de votre objet. Ce mode fonctionne mieux sur les objets présentant de nombreuses géométries différentes. Mais il ne fonctionne pas bien sur :

  • Les objets avec des géométries répétitives, comme une grille ; il ne serait pas capable de dire où il se trouve puisque la géométrie se répète partout.
  • Les objets trop “simples“, comme un vase. Là encore, comme le vase a une apparence uniforme, le scanner ne serait pas en mesure de différencier un côté d’un autre.
  • Les objets ayant peu de faces plates, comme une boîte. Les objets trop plats n’ont pas assez de caractéristiques sur lesquelles le scanner peut se baser.

Pour les objets correspondant aux cas décrits ci-dessus, vous devrez utiliser des marqueurs et donc choisir le mode hybride. Le mode hybride utilise à la fois les formes et les marqueurs pour numériser l’objet en 3D.

Si vous numérisez un objet avec beaucoup de texture (comme du cuir ou du tissu) ou différentes couleurs, vous devez choisir le mode texture.

Résolution

Si vous choisissez le mode portrait, le choix de résolution disponible va de 0,2 mm à 3 mm. Et si vous êtes en mode objet, les options de résolution varient en fonction de la taille que vous avez sélectionnée :

  • 0.1 à 0,5 mm pour les petits objets
  • 0.2 à 3mm pour les objets de taille moyenne à grande

Ces chiffres correspondent à la distance entre chaque point de votre nuage de points. Plus la distance entre chaque point est faible, plus la résolution est élevée.

Gardez à l’esprit que plus votre résolution est fine (et donc plus vous vous rapprochez de 0 mm), plus la taille du fichier final (et le temps nécessaire pour le générer) sera importante. Nous vous recommandons d’essayer d’abord avec une résolution faible (comme 3 mm) et de voir ensuite si vous besoin d’affiner.

Expérience de scan 3D

Une fois que vous avez choisi votre mode de capture et votre résolution, vous pouvez lancer le processus de numérisation en appuyant sur le bouton situé en haut du scanner.

Prévisualisation (ajustement des paramètres)

Avant que le scanner et le logiciel ne commencent à capturer les données, un mode de prévisualisation permet de voir ce que l’appareil photo voit (dans le coin supérieur gauche) et ce que le scanner capture (au centre de l’écran).

Cela vous permet de régler les curseurs d’exposition et de distance de numérisation pour obtenir les meilleurs résultats. Si vous numérisez un objet sombre, vous devez mettre une exposition élevée (lumière plus forte) pour que le scanner puisse mieux le “voir”.

Numérisation 3D

Si tout est prêt, vous pouvez appuyer à nouveau sur le bouton du scanner pour lancer la capture 3D proprement dite. Le logiciel et le voyant lumineux du scanner (un détail habituellement réservé aux scanners 3D professionnels qui a été intégrée au Einstar) vous permettent de savoir si vous êtes à la bonne distance de l’objet.

Au fur et à mesure que vous scannez et capturez des données, vous pouvez voir le nuage de points de votre objet commencer à apparaître sur l’écran de l’ordinateur en temps réel. Une fonction très utile, appelée “indicateur de qualité des données“, indique les zones où les données sont suffisantes et celles où elles font défaut. Au début, tout est rouge, et les zones deviennent vertes au fur et à mesure que vous avancez. Une expérience utiisateur intuitive dans une interface qui l’est tout autant.

Note : Notre collègue Elliot est daltonien, et les indications rouges et vertes étaient illisibles pour lui. Il serait intéressant de voir un mode daltonien ajouté au logiciel dans une prochaine version ; on estime que environ 300 millions de personnes dans le monde ont une forme de daltonisme.

Nous avons rencontré un petit problème de connexion pendant l’un de nos scans, EXStar ne pouvait plus détecter le scanner. Si cela se produit, il vous suffit de débrancher le scanner (en tirant fortement sur le câble car il est assez dur à retirer !) et de le rebrancher.

Lorsque vous êtes satisfait de votre capture, vous pouvez arrêter le scan en appuyant à nouveau sur le bouton. Si vous devez retourner votre objet pour numériser un autre côté, veillez à lancer un nouveau projet, que vous pourrez ensuite aligner sur votre premier. Si vous retournez votre pièce et reprenez le scanner sans avoir lancé un nouveau projet, il est probable que le scanner perde le tracking, ce qui gâchera votre numérisation initiale.

Nettoyage des nuages de points

Le logiciel inclu EXStar offre une suite d’outils complète impressionnante à ce tarif, notamment un outil de découpage de plans très pratique. Ce type de fonctionnalité n’est généralement disponible qu’avec des logiciels professionnels. Cet outil permet d’effacer le support sur lequel l’objet est posé (un bureau ou un plateau rotatif par exemple).

Il existe également des outils de sélection pratiques, qui peuvent vous aider à éliminer les données inutiles et indésirables flottant autour de l’objet en quelques secondes. Vous pouvez dessiner le contour de votre objet à l’aide de l’outil de sélection polygone, rectangle ou lasso, puis utiliser l’outil de “sélection inverse” et tout supprimer. Il ne reste que votre objet, mais vous devrez peut-être recommencer ce processus plusieurs fois sous différents angles, ou supprimer manuellement les données dans les zones trop délicates.

Tous ces outils sont d’une utilisation intuitive, que nous avons pris en main en quelques heures.

Alignement des nuages de points

Après avoir terminé nos deux nuages de points (2 projets) et qu’ils ont été nettoyés, nous avons procédé à leur alignement pour obtenir le maillage final.

Tout comme avec un logiciel de scanner 3D professionnel, vous pouvez choisir de les aligner manuellement en sélectionnant trois caractéristiques communes entre les deux, ou de demander au logiciel de les aligner automatiquement .

L’alignement automatique est une fonction assez incroyable à ce prix, et dans notre cas elle a parfaitement fonctionné. Moins de 30 secondes après avoir lancé la fonction d’alignement automatique, nous avons obtenu le maillage 3D.

Modification du maillage

Une autre bonne surprise côté software : il est possible d’éditer le mesh obtenu directement dans EXStar. Sur la plupart des autres scanners 3D “entrée de gamme”, il faut installer et utiliser un deuxième logiciel. Cela signifie des étapes supplémentaires, l’apprentissage d’un autre logiciel et d’une autre interface utilisateur s’il ne s’agit pas du même éditeur, etc. En bref, des tracas.

Nous n’avons pas encore eu le temps de tester en détails l’intégralité des fonctionnalités, mais le logiciel offre tout ce qu’un éditeur de mesh 3D typique pourrait offrir, comme le lissage et le remplissage de trous.

Nous avons utilisé l’outil de remplissage de trous pour corriger quelques zones difficiles à atteindre avec le scanner. Vous pouvez remplir manuellement chaque trou et utiliser différents paramètres pour chaque trou, ou utiliser la fonction automatique. Nous avons utilisé l’outil de remplissage automatique des trous et cela a bien fonctionné, même sur une zone assez grande (voir la vidéo ci-dessous).

Les zones remplies ne présentent pas la couleur que vous auriez capturée, mais vous pouvez utiliser l’outil de remappage de texture du logiciel pour réappliquer les couleurs.

Le remappage de texture a très bien fonctionné sur la statue de lion khmer que nous avons scannée, étant donné les taches de “vieillissement” aléatoires du matériau. Il serait plus difficile d’utiliser cette méthode sur quelque chose de plus précis, comme un globe terrestre ou tout autre objet comportant des écritures, qui serait probablement déformé (puisque le logiciel étire les textures sur des zones qui n’existaient pas auparavant).

Lorsque vous êtes satisfait du résultat, vous pouvez l’exporter dans la plupart des formats courants (stl, obj, ply, asc, …) et l’enregistrer sur votre ordinateur.

Un petit bémol cependant : lorsqu’on veut enregistrer un nouveau projet, l’emplacement par défaut est le dossier du projet précédent. C’est un détail mineur, mais un peu gênant à la longue.

Scans 3D : nos résultats

Lion Khmer

Nous avons déjà scanné ce lion avec des scanners 3D laser qui ne capturaient pas les couleurs. Nous avons donc voulu essayer avec l’Einstar et voir à quoi ressemblerait un scan couleur comparé à la statue réelle.

Nous avons utilisé les modes et paramètres suivants :

  • Mode objet moyen/grand
  • Résolution : 0,2 mm
  • Mode hybride

Pour pouvoir capturer le ventre et les pattes du lion, nous avons scindé le scan en deux projets. La fonction d’alignement automatique a bien fonctionné, tout comme les outils de remplissage de trous et de remappage de texture mentionnés précédemment. Sur le modèle final, il est difficile de distinguer quelles zones ont été générées automatiquement.

En termes de temps, il nous a fallu environ 10 minutes pour le premier projet et un peu moins de 5 minutes pour le second (le dessous du lion). L’alignement automatique a été presque instantané, le remplissage automatique des trous a pris quelques secondes, et le remappage des textures a pris environ une minute.

Ainsi, dans l’ensemble, sans compter le temps que nous avons pris pour les notes, les photos, les captures d’écran et l’exploration du logiciel, nous avons obtenu ce modèle étonnant en moins d’une demi-heure. Cette vitesse et cette qualité sont époustouflantes pour un scanner 3D à 1 000 $.

Visage

La numérisation 3D du visage étant l’un des principaux cas d’utilisation d’EinStar, nous nous devions de l’essayer. Nous avons scanné un collègue, Julien, en mode portrait et obtenu un résultat étonnant avec une résolution de 0,5 mm.

Lors d’un scan du visage, la personne scannée doit rester complètement immobile et ne pas cligner des yeux. Et bien que le VCSEL infrarouge soit invisible, il y a toujours des lumières LED blanches qui sont assez brillantes et qui peuvent vous prendre au dépourvu. Julien est resté super immobile et n’a pas bougé d’un pouce ou cligné des yeux malgré ces lumières, donc nous avons obtenu un excellent résultat !

Grenouille

Pour aller plus loin dans nos tests, nous avons essayé de numériser une petite grenouille en plastique (en fait une petite tirelire). Ne vous laissez pas tromper par son apparence ludique : c’est un sujet intéressant pour un scan 3D car sa petite taille (environ 5 x 5 x 10 cm) est proche du champ de capture minimal du Einstar, et ses couleurs vives et brillantes pourraient présenter des difficultés supplémentaires.

Nous avons choisi de capturer un scan à 360° de la grenouille dans trois positions différentes. Une debout, une sur le devant et une sur le dos. L’ensemble du processus a pris moins de 15 minutes à l’aide de notre plateau rotatif fait maison (un socle TV bon marché déniché sur Amazon) – y compris le lissage de la texture à chaque étape intermédiaire et à l’étape finale lors de la génération du modèle 3D final.

À ce stade, nous avons remarqué de petits points clairs sur la texture capturée, résultant des conditions d’éclairage de notre laboratoire d’essai (voir l’image ci-dessous). Malgré cela, le logiciel a pu effectuer le remappage sans accrocs et nous avons finalement obtenu un résultat tout à fait satisfaisant. Ceci étant dit, le modèle final est beaucoup moins détaillé que ce que nous avons obtenu avec le Freescan UE Pro (voir ici, test complet à venir !).

Boîte de bonbons Ricola

Cet objet était trop plat et peut-être un peu trop petit pour le scanner. Nous avons réussi à obtenir un bon scan de la face avant, mais dès que nous avons voulu capturer les autres côtés, le scanner a perdu le fil. Nous avons obtenu le message “Marqueurs requis pour les surfaces planes”.

Sac à dos

Le mode texture a très bien fonctionné sur cet objet. Mais, si vous avez manqué une zone et que vous voulez la reprendre, nous avons constaté que le scanner avait du mal à retrouver sa trace.

Nous n’avons pas numérisé le fond du sac à dos car en le retournant, il aurait changé de forme, et le logiciel n’aurait pas pu aligner les deux nuages de points ensemble.

Notre verdict

Nous avons été globalement très impressionnés par ce scanner tout au long de nos tests. L’Einstar est un scanner 3D puissant et vraiment facile à utiliser. Son logiciel intuitif comprend une série de fonctionnalités très utiles qui rendent l’expérience agréable tant pour les débutants que pour les utilisateurs plus avancés.

En revanche, nous avons perdu le tracking au cours de plusieurs de nos tests et avons rencontré une fois le souci de “reconnexion de l’appareil”. Le Einstar est également un peu inconfortable à utiliser sur de longues périodes en raison de son design angulaire et de son poids.

Cela dit, il est assez incroyable de pouvoir obtenir de telles performances et vitesse de capture pour un budget somme toute limité (moins de 1 000 €). Le tout avec une installation et prise en main facilitées, en 10 minutes seulement (calibration comprise !). Si on nous avait dit cela il y a quelques années, nous ne l’aurions pas cru – mais c’est la beauté de la technologie (et de la loi de Moore !).

Pour conclure, le Einstar est un scanner 3D portable complet et performant, à un prix défiant toute concurrence. L’équipe de Shining 3D a des années d’expérience derrière elle et cela se voit. Avec un prix agressif, le Einstar a le potentiel de démocratiser l’accès à la numérisation 3D pour des centaines de professionnels. Nul doute que ce lancement va faire des vagues dans le segment de marché concurrentiel des scanners 3D professionnels dits “entrée de gamme”..