Zo gebruik je je iPhone en iPad pro als 3D-scanner

Lidar staat voor Light detection and ranging, of ook wel Laser imaging, detection en ranging. Dat laatste is eigenlijk meer correct want er is altijd een laser in betrokken. Het systeem wordt gebruikt om bijvoorbeeld landschappen, bossen en wouden in 3D vast te leggen vanuit bijvoorbeeld een vliegtuig of satelliet. Ook wordt Lidar gebruikt voor lasergeleiding van projectielen, navigatie van zelfrijdende auto’s en andere vehikels. Ook de Mars-helicopter Ingenuity maakt gebruik van Lidar om het terrein in beeld te brengen en niet per ongeluk op een onhandig punt te landen en om te vallen. Feitelijk allemaal dure en professionele toepassingen, waarbij een laserstraal (of puntjesraster gegenereerd door een laser) te projecteren op het doel. Door vervolgens de snelheid waarmee het uitgezonden licht terugkaatst vanaf een punt, kan zeer nauwkeurig de afstand worden bepaald. Dat principe ken je wellicht van de laser-afstandsmeter. Het meer uitgebreide Lidar is tot nu toe feitelijk vooral in professionele toepassingen te vinden. Tot Apple het aardigheidje toepaste in een selectie van iPhones en iPad’s.

Breed inzetbaar

Het zijn alleen de duurdere modellen iPhones en iPad’s (lees: de iPad Pro’s) die tegenwoordig een Lidar-scanner aan boord hebben. Je herkent het ding aan een donker ietwat roodbruin gekleurd en door glas afgedekt gat in de cameramodule. Heb je een toestel met Lidar, dan zullen de meeste bezitters dat vooral merken aan – met name op kortere afstand tot een paar meter – razendsnel scherpstellen van de fotocamera. Zeker in omstandigheden met weinig omgevingslicht komt dat best van pas: ineens zijn al je foto’s op een party in real-time scherpgesteld. Gecombineerd met de hoge lichtgevoeligheid en Night Mode (waarbij razensnel achter elkaar een hele serie foto’s gemaakt wordt die vervolgens al even razendsnel gecombineerd worden) kun je zo snapshots in duistere omstandigheden maken. Een ander onderdeel waarbij Lidar (voor de meeste gebruikers) ongemerkt wordt ingezet is AR ofwel Augmented Reality. De truc dus waarbij computer-gegenereerde content live over een door de camera opgenomen beeld heen geplaatst wordt. Deze techniek wordt ook door allerlei meet-apps gebruikt en natuurlijk ook om virtueel meubels in je huiskamer te plaatsen alvorens daadwerkelijk tot aankoop over te gaan.

Deze apparaten hebben een Lidar scanner aan boord:

Scannen

Voor al dat soort toepassingen werkt Lidar uitstekend en in veel gevallen zelfs feilloos. De Lidar-sensor is ook inzetbaar voor een ander aardigheidje: het maken van 3D-scans van objecten of desnoods een complete huiskamer. Dat vergt wel enig oefenen, want de resolutie van de Lidar-scanner in de iPhones en iPad’s is eigenlijk net wat aan de lage kant voor deze toepassing. Een afbeelding wordt opgebouwd uit pixels in een driedimensionale ruimte. Vervolgens worden die qua kleur en belichting aangepast op basis van wat de gewone 2D-camera ziet. Je moet dus om je beoogde object heenlopen, of in ieder geval een deelbeweging maken. Op die manier komen ook afgedekte onderdelen in het 3D-raster terecht. Bedenk daarbij dat de afstand gemeten wordt met (laser)licht, wat dus door transparante objecten heen gaat. Dat leidt soms tot iets als wat nog ’t best te omschrijven valt als ‘smeltend’ glas. Maar als je daar allemaal een beetje rekening mee houdt kun je na wat experimenteren best aardige dingen realiseren!

Scaniverse

Wat je in ieder geval nodig hebt is een app die het scanwerk voor z’n rekening neemt. En daarvoor is een heel mooi exemplaar beschikbaar met de naam Scaniverse. Extra leuk: tegenwoordig geheel gratis, ook zonder verdere in-app aankopen. Start de app en tik op Create scan onderin beeld. Aan de rechterkant vind je nu een aantal knoppen. In het geval je een object dichterbij wilt vastleggen is het zaak om via de knop RANGE het bereik terug te schroeven. Maximaal (5 meter) is standaard geactiveerd. Ideaal voor als je een kamer of ander groter iets wilt vastleggen, onhandig als je een object dat op tafel staat wilt scannen. In dat geval zou ook de achtergrond verderop meegenomen worden in de scan, wat tot significant grotere bestanden leidt en tegelijkertijd ook voor onnodige rommel in beeld zorgt. Kortom: gebruik die range-schuifregelaar om dat wat vastgelegd wordt te limiteren tot het gewenste. 

Je ziet een duidelijke rode lijn in beeld die die grens aangeeft. Tik vervolgens op de rode scanknop en beweeg om je vast te leggen object heen. Als je klaar bent, tik je weer op die knop (inmiddels veranderd in een stop-knop), waarna je een grof voorbeeld in lage resolutie ziet. Je kunt dat voorbeeld al met je vingers roteren. Tevreden? Tik dan op een van de beschikbare render-resoluties. Zeker de hoogste resolutie kan wat rekentijd kosten, maar na even wachten is de 3D-afbeelding klaar voor gebruik. En dat gebruik kan zijn puur en alleen in de app bekijken, of exporteren naar een 3D-bestandsformaat dat ook door andere 3D-editors en dergelijke wordt ondersteund. Met een beetje verstand van zaken kun je zo’n afbeelding dan bijvoorbeeld op een website gebruiken, of in je eigen software. Theoretisch gesproken zou je de geëxporteerde afbeelding ook naar de afdruksoftware annex editor van een 3D-printer kunnen sturen. 

Nachtzicht

Een ander aardigheidje van Lidar is ‘nachtzicht’. Omdat er een IR-laser gebruikt wordt zie je daar alvast niks van in het donker. En daar waar je met de camera van je apparaat in ’t stikkedonker echt niks ziet, blijkt Lidar met de juiste app een alleraardigst beeld van contouren op te leveren. Niet perfect, maar in geval van nood wel bruikbaar. Al was het maar om niet tegen objecten te botsen. Waarbij dan natuurlijk ook geldt dat als je telefoon of tablet het doen, je ook de beschikking hebt over een ingebouwde LED-lamp. Maar da’s minder leuk natuurlijk. De app Night Vision gebruikt de Lidar-sensor om camera-loos een beeld op te bouwen. Mocht er toevallig nog een heel klein beetje restlicht voorhanden zijn, dan komt dat de beeldkwaliteit ten goede. Indien niet: het werkt dan ook, maar soms is het wel wat abstract. Na een tijdje lukt het echter wel om je weg te vinden. Zonder meer de moeite waard om eens uit te proberen!

Geen Lidar maar toch 3D?

Voor een ieder die geen Lidar-module in zijn of haar iPhone of iPad Pro heeft zitten, zijn er ook apps beschikbaar die een 3D-beeld op een andere meer klassieke manier opbouwen. Namelijk door het simpelweg fotograferen van een hele reeks afbeeldingen van een object, uit allerlei verschillende hoeken. Vervolgens worden al die foto’s gecombineerd tot één geheel. Een voorbeeld van een dergelijke app is MeshVideo. Nadeel ervan is de relatief hoge prijs van de Pro-versie: een tientje. Verder geldt dat de uiteindelijke 3D-rendering door een cloudservice gemaakt wordt, wat weer mogelijke privacy-risico’s met zich meebrengt. Maar het kán dus ook zonder Lidar, maar is wel een stuk meer gedoe.

Toekomst

Als Lidar doorbreekt als consumententoepassing en een bedrijf als Apple ziet brood in 3D-foto’s dan kunnen we in de toekomst nog heel veel verwachten van deze techniek. Zeker voor bijvoorbeeld architecten, makelaars, kunstenaars enzovoort is het verdraaid handig om snel en in goede kwaliteit 3D-modellen te kunnen fotograferen. Ook voor jou als nederig thuisgebruiker kan het aardig zijn. Leg eens wat bijzondere vakantieherinneringen vast in drie dimensies. Wordt dat de toekomst van fotograferen? Nou ja, zo’n vaart zal het dan wellicht niet lopen, maar als alleraardigste aanvulling is het zonder meer welkom! Maar dan moet er nog wel een en ander aan de kwaliteit (resolutie) en ‘trefzekerheid’ van het vastleggen gedaan worden.