• Set per realizzare il sistema “CAPTURE360” (Foto, GIF e video)

    Set contenente il materiale necessario per realizzare una piattaforma rotante, controllata da Raspberry Pi, che permette di fotografare a tutto tondo qualsiasi oggetto per poi condividerlo in formato foto, GIF e video.
    Scattare fotografie a 360° e visualizzarle in un file GIF animato è una tecnica suggestiva e già utilizzata in pratica, per mantenere o comunicare l’aspetto complessivo di un oggetto; sostanzialmente somiglia molto a quello che fa uno scanner 3D a sola telecamera, con la soladifferenza che qui viene creato un video o, se si preferisce, una GIF animata dell’intera ripresa.
    In questo articolo vi presentiamo una piattaforma estremamente semplice da utilizzare e veloce da costruire che, tramite una web app, consente di scattare delle foto o registrare dei video a un oggetto posto su una piattaforma messa in rotazione da un motore passo-passo.
    Nel dettaglio, sono state previste tre modalità di ripresa, per ciascuna delle quali è necessario impostare specifici parametri di configurazione:
    Photo: viene eseguita una sequenza di fotogrammi dei quali si può impostare la risoluzione e la quantità delle fotografie scattate per ciascun giro di 360 gradi;
    GIF: creazione di una Animated GIF con la possibilità di impostare la risoluzione delle foto che comporranno la GIF stessa, la quantità di scatti per giro completo, il frame-rate (FPS) con cui sarà generata la GIF e il numero di giri che la piattaforma dovrà compiere;
    Video: corrisponde a creare un filmato, per il quale è possibile impostare la risoluzione video, il frame-rate corrispondente e il numero di giri che la piattaforma girevole dovrà compiere.
    Inoltre è prevista un’impostazione di trigger che consente di salvare una delle tre modalità (con i relativi parametri impostati) in modo da poterla richiamare a piacimento tramite la pressione del pulsante trigger sull’interfaccia grafica o tramite un pulsante di trigger fisico che sarà collegato a un preciso pin dell'header di espansione GPIO della Raspberry Pi.
    Sarà altresì possibile distanziare la Raspberry Pi e la Pi Camera dalla piattaforma rotante per poter inquadrare gli oggetti più voluminosi; il pulsante di trigger fisico potrebbe risultare comodo proprio in questo caso, per non doversi recare ogni volta alla postazione PC per avviare la cattura.
    Nel caso in cui vengano scaricate le foto, nell’archivio troveremo anche un utile widget HTML che potrà essere inserito in una pagina web e, tenendo cliccato il puntatore sulla foto mentre lo si trascina verso destra o verso sinistra, l’oggetto fotografato ruoterà su se stesso come un oggetto 3D; naturalmente in una cartella dell’archivio scaricato troveremo tutte le foto utilizzate dal widget e che potremo anche usare come meglio vogliamo.
    L’interfaccia della web app sarà fruibile su un browser di qualsiasi dispositivo fisso o mobile della nostra rete (dopo aver impostato la connessione WiFi sulla board Raspberry Pi), oppure direttamente sull’ambiente desktop di Raspberry Pi collegando un monitor, un mouse e una tastiera (o, in alternativa, un display touchscreen come il 2850-10INCHHDMI reperibile sul sito e-commerce www.
    L’hardware del sistema è ottenuto da un telaio sul quale è montata l’elettronica, formata dalla scheda Raspberry Pi 3 Tipo A+ con Wi-Fi e Bluetooth e dalla sua telecamera, che è del tipo con ottica regolabile, oltre che da uno shield per la gestione del motore passo-passo (NEMA 17) che fa ruotare il piatto su cui l’oggetto verrà appoggiato.
    La struttura meccanica è formata da parti in plexiglass; i blocchi principali sono la base, che contiene al centro l’elettronica e un braccio in cima al quale è snodata la telecamera, ed un piatto rotante spesso 4 mm che sorregge l’oggetto.
    Il piatto rotante è sostenuto da quattro colonnine che lo vincolano al cerchio interno di una ralla metallica; una traversa avvitata a due di queste colonnine lo mette in rotazione, a sua volta vincolata tramite un mozzo cilindrico, avvitato mediante un grano all’albero di un motore passo-passo NEMA17, a sua volta pilotato dallo shield montato sulla Raspberry Pi.
    La parte esterna della ralla è avvitata a una base di sostegno composta da due dischi in plexiglass uniti e spaziati da quattro colonnine distanziali.
    Il motore passo-passo è avvitato con la flangia anteriore al disco superiore in plexiglass.
    La confezione comprende Raspberry Pi 3 A+, telecamera a colori da 5 Megapixel, la piattaforma rotante con motore passo-passo e il driver.
     
    Caratteristiche tecniche
     
    Telecamera: 5 Megapixel con ottica regolabile
    Risoluzione video: 1920×1080 a 16:9
    Rotazione oggetto: 360° tramite stepper-motor
    Connessione dati: WiFi
    Interfaccia utente: WebApp
    Tensione di alimentazione: 12 VDC
    Corrente assorbita: 1,5 ampere
     
    Schema di cablaggio
     
     
    Tipi di Scanner
     
    Rispetto alla tecnologia a sola telecamera, quella a LASER più telecamera presenta i seguenti pregi:
    maggiore contrasto dell’immagine perché le riprese della telecamera sono ottenute dalla riflessione della luce del LASER, quindi l’immagine ottenuta è buona anche con poca luce; permette un maggiore dettaglio, dovuto al fatto che non analizza un semplice fotogramma, ma una linea molto luminosa sulla superficie dell’oggetto, quindi consente di rilevare anche piccole asperità della superficie e fornire una migliore immagine delle variazioni di forma;
    riesce a ottenere la scansione anche di oggetti dalla forma e superficie uniforme;
    non richiede l’applicazione di uno sfondo alla scena da riprendere;
    richiede minore potenza di calcolo per la costruzione del modello tridimensionale.
     
    Come Funziona
     
    Per acquisire la forma dell’oggetto, il nostro sistema esegue un’analisi superficiale dello stesso, facendolo ruotare su un piatto di un grado o frazione per volta mentre gli viene puntata contro la luce di un LASER lineare; il LASER proietta una linea verticale che copre l’intera altezza dell’oggetto da scannerizzare e la luce riflessa raggiunge una telecamera che acquisisce le immagini risultanti e le passa all’apposito software.
    L’esigenza di adottare un secondo LASER nasce quando bisogna scannerizzare ad esempio un cubo: in questo caso, infatti, utilizzando un solo LASER si creano alcune zone d’ombra a causa del disassamento (ossia della diversa angolazione con la quale i due elementi si rivolgono al pezzo da scannerizzare) tra la telecamera e il LASER.
    La Raspberry Pi 2 analizza, per ciascun fotogramma, la zona illuminata, scartando il resto dell’immagine, che le serve giusto per verificare la corretta sequenza di accodamento delle fette; rimettendo insieme le fette si ricostruisce l’immagine.
     
    Meccanica e Ottica
     
    Passiamo adesso alla struttura meccanica dello scanner, che è l’insieme di parti stampate in plastica (ad esempio con la nostra 3Drag) assemblate mediante barre filettate in ferro e bulloni; i blocchi principali sono la base, che contiene al centro l’elettronica e la telecamera e ai lati i due LASER lineari, e il piatto che sorregge l’oggetto, girevole su una boccola vincolata a un sostegno in plastica collegato mediante le barre filettate alla base.
     
    Il Software
     
    Il software implementa un’interfaccia web, tramite la quale possiamo operare con lo scanner, ovvero effettuare le impostazioni e le acquisizioni.
    FreeLSS implementa:
    • anteprima real-time della scansione;
    • calibrazione assistita;
    • supporto per la modalità a due LASER;
    • fino a 6.
    • supporto per camera Still mode e Video Mode;
    • impostazione dei parametri di elaborazione d’immagine;
    • possibilità di ottenere immagini parziali per effettuare il debug in caso la scansione non riesca;
    • supporto per il movimento manuale del piatto girevole.
     
    Documentazione e link utili
    File campione per la calibrazione

    Momentaneamente esaurito, data di arrivo da confermare.

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