O Scan to BIM Mobile

#0054: Com o desenvolvimento de tecnologias LIDAR para celulares e tablets novos fluxos de trabalho estão se abrindo, testamos alguns desses fluxos e nos surpreendemos com o nível de precisão, facilidade e rapidez de iPads e iPhones.

Sempre evoluindo (1/7)

Em 2020 fizemos um mapeamento de mais de 300.000 m² de escaneamento, vários gigas e gigas de nuvem de pontos e outros tantos gigas de modelos gerados a partir de dois equipamentos de altíssima precisão.

O resultado de um ano inteiro de aprendizado foram vários KPIs até então inéditos na empresa e uma fórmula que tentava dar um norte melhor sobre quanto tempo deveriam levar todos os processos do famoso Scan to BIM, tudo isto classificado por nível de complexidade e disponibilidade de equipe.

Aquela coisa, o que você não mede você não gerencia, e poder tomar decisão embasadas sobre os trabalhos acabou sendo algo bastante prazeroso de se desenvolver. Explicar o processo para que todos conhecessem também foi algo muito importante, afinal, não é todo mundo que sabe como a tecnologia funciona e que o negócio ainda não é raio-x, logo, se quer ver o que esta atrás do forro precisa retirar a barreira física para que o equipamento faça a captura da realidade.

Tendo trabalhado com equipamentos de precisão milimétrica e conhecendo a fundo o processo de desenvolvimento de modelos a partir de nuvem de pontos sempre fiquei um pouco atrás com relação a implementação de tecnologia LIDAR em iPads e iPhones, sinceramente duvidava bastante se poderia sair algo de confiança dali.

Meses vão e vem e recebemos um iPhone/iPad para fazer alguns testes um tempinho atrás, a princípio foi um pouco complicado encontrar um aplicativo que fizesse um bom trabalho, mas depois de encontrar e testar venho aqui contar um pouco da experiência e dar minha opinião do que acredito que pode ser uma grande revolução para algumas áreas da engenharia e arquitetura no futuro.

Banana vs Banana? (2/7)

Primeira coisa de tudo, estamos comparando banana com banana entre um equipamento de alta precisão e um celular de bolso?

É muito fácil encontrar materiais de especificações das grandes fabricantes de scanner, ainda mais quando trabalhamos em um desses fabricantes, mas curiosamente é muito difícil encontrar qualquer material de especificação do tipo de LIDAR que o iPhone/iPad estão utilizando.

Nas buscas da vida encontramos este excelente artigo que faz vários e vários testes de precisão e que recomendo muito a leitura para tomada de decisão de utilizar isto ou não dentro de um fluxo de trabalho.

O principal ponto de atenção é a distância de captura uma vez que no iPhone/iPad a maioria dos aplicativos deixa a captura no máximo até 5 metros de distância, enquanto equipamentos profissionais podem pegar distância muito maiores do que isso.

Logo, em termos de especificações e precisão não tem o que comparar, estamos falando sim de banana vs maçã (tudumtssss), mas se continuarem a investir nesse tipo de tecnologia para celular eu fico bastante empolgado com o que se pode conquistar e ampliar os usos em várias frentes de serviço, ainda mais quando comparamos os valores das coisas.

Setup (3/7)

Creio que o melhor aplicativo para utilizar e beber da fonte do LIDAR dos dispositivos da Apple ainda não foi desenvolvido.

Os aplicativos existentes, na minha opinião, ainda possuem algumas limitações e o que eu mais gostei de utilizar apesar de tudo foi um que chama Scaniverse. Existem vários outros como o LiDar Scanner 3D, Metascan, Polycan, Everypoint, etc.

O que gostei do Scaniverse é que você não tem limitação de uso ou tamanho da captura de realidade que você esta criando, ou seja, enquanto tiver memória no celular vai fundo que da para fazer o serviço sem ficar quebrando a nuvem em várias partes.

Em termos de setup para o serviço é basicamente baixar o app e ser feliz em termos de tecnologia, mas aqueles mesmíssimos cuidados que você tem com equipamentos profissionais deve ter com o LIDAR da Apple: cobrir superfícies reflexivas, pensar bem o trajeto da captura, evitar movimentações que criem sujeira ou objetos que criem sombra, etc.

Melhores Práticas (4/7)

Uma coisa que achei bem bizarro na utilização do LIDAR tanto do iPhone, quanto do iPad, foi que não temos muita necessidade de ter aquele requinte de perfeccionismo com o que esta sendo capturado.

Nas primeiras capturas que eu fiz eu estava indo bem devagar, super detalhista, passando várias vezes a câmera em 300 ângulos diferentes para me certificar que estava fazendo uma boa captura, mas o efeito foi justamente o oposto: a nuvem gerada acabou ficando com muita sobreposição, várias sujeiras e quase nenhuma precisão.

Cronometrando as primeiras tomadas de uma área de 20 m² estavam dando entre 12 e 15 minutos e os resultados bem péssimos. Aí com um pouco de raiva e frustração decidi fazer o serviço bem rápido, passando uma única vez o celular pelos locais, não me preocupando tanto em capturar 300 ângulos e com total desapego.

Curiosamente um scanner ali de 3 minutos nos 20m² gerou uma nuvem impressionantemente de qualidade muito superior aquela toda detalhada. O melhor resultado foi definindo um alcance de 2 metros somente, mesmo podendo capturar 5 metros ou algo como 1 metro (este foi muito ruim a experiência).

Repetindo over and over and over again, diria que ter um desapego aí funciona bem.

And now what? (5/7)

Fazer a captura da realidade na verdade é metade do caminho para conseguir ter o produto em 3D como resultado do escaneamento.

Aí foi algo que me animou muito absurdamente, pois dentro do próprio equipamento já é possível processar a nuvem e temos a possibilidade de exportar extensões como OBJ, STL, PTY e FBX (há muita diferente entre os aplicativos dos tipos de formatos, não é algo padronizado).

A partir da exportação de um FBX do iPad e do iPhone foi possível criar um modelo de Mesh da captura utilizando os plugins Skimp e Transmutr para o SketchUp e com isso exportar um IFC de lá.

Obviamente o resultado até o momento é uma mesh única e não há a separação de cada objeto em uma entidade única, isto continua sendo um trabalho a ser realizado por terceiros humanos, mas a depender do que você quer fazer e do uso quer dar aos modelos tem um caminhão de oportunidades aqui, principalmente se o rigor geométrico não for algo milimétrico e você utilizar enriquecimento de dados.

Para mim o melhor deste fluxo é a rapidez com que isso pode ser feito, testei pegar um celular e fazer uma captura, enviar a uma pessoa que estava em um computador em outra cidade e receber de volta uma mesh a partir de um FBX, todo o processo entre a captura e o recebimento da mesh durou 12 minutos para uma área de 20m².

E isso já com um arquivo IFC gerado.

Limitações (6/7)

Por mais que seja muito animador por um lado é preciso jogar um banho de água fria por outro, pois eu não consegui de maneira nenhuma fazer uma captura de objetos pequenos (coisas menores que 40cm ou 50cm a qualidade ficou horrorosa).

Outro ponto de atenção é com relação a luminosidade, pois cheguei a fazer uma tomada de uma área externa e tentando capturar áreas mais altas e apontar o iPad um pouquinho mais angulado para o céu já ferrou toda a captura, então aqui seria necessário um tripé que mantenha o equipamento na vertical e possa ser estendido para realização da tarefa.

A depender da qualidade desejada da mesh fica muito pesada e de difícil manipulação do modelo 3D gerado a partir do FBX, o ideal aqui é utilizar os recursos de otimização de triangulação do Skimp ou Transmutr e reduzir a mesh em 80% (nos testes que fiz foi uma boa taxa de otimização).

O tamanho da área de captura, mesmo que no Scaniverse não tenha uma limitação, creio que não seja uma boa ideia querer capturar áreas muitos grandes. Diria que com um pouco de esforço e não rigor milimétrico até áreas médias poderiam ser capturadas, mas obviamente, se for uma premissa ter uma captura milimétrica das coisas já é melhor correr para algo profissional.

Enfim, antes de sair fazendo trabalho profissional com isto faça testes e verifique se o fluxo serve para o seu negócio.

Futuro (7/7)

Creio que como faz menos de dois anos que a Apple anunciou que seus dispositivos móveis teriam a tecnologia de LIDAR ainda há muita água para passar debaixo desta ponte e se os investimentos continuarem creio que nos próximos anos poderemos ter algo bem poderoso para fazer serviços até um pouco mais ousados do que os propostos aqui.

A ficar de olho também nos outros fabricantes concorrentes da Apple sobre o que eles vão fazer ou revisar em termos de tecnologia em seus smartphones.

Enquanto este futuro não chega siga o canal e compartilhe esse conteúdo 😉

Obrigado,

Abs.

Tiago Ricotta

Publicado em 22 de Junho de 2022 às 18:04