Revisión de Shining 3D EinScan HX

Hoy, estamos analizando en profundidad el nuevo EinScan HX de Shining 3D , un escáner 3D portátil híbrido que combina la velocidad, versatilidad y precisión de la tecnología de escaneo láser y de luz estructurada.

EinScan HX

Gracias a esta tecnología de captura 3D híbrida, es capaz de manejar casos de uso exigentes de metrología e ingeniería. El EinScan HX también está equipado con una cámara a color para realizar escaneos 3D en color.

El EinScan HX y sus accesorios.

Como referencia, esta es nuestra cuarta revisión del escáner Shining 3D, por lo que estamos familiarizados con la marca y podemos evaluar cómo la empresa y su línea de productos han evolucionado a lo largo de los años.


Este EinScan HX es el noveno producto de la familia Einscan, siendo la serie H la primera en contar con tecnología híbrida de escaneo 3D. Los escáneres 3D portátiles H y HX deben estar conectados a una computadora para funcionar, pero aún así brindan una gran libertad de movimiento a los usuarios.

Un vistazo rápido al EinScan H

El EinScan H , el producto de nivel de entrada de la línea, también es un escáner 3D híbrido, pero su tecnología secundaria se basa en luz IR (infrarroja) en lugar de líneas láser.

De esta manera, combina las ventajas de los escáneres 3D de luz estructurada tradicionales (velocidad y relación costo-rendimiento) con la capacidad de escanear humanos cómodamente en 3D sin cegarlos durante el proceso.

EinScan H (izquierda) y EinScan HX (derecha) uno al lado del otro.

También está equipado con lo que Shining 3D llama un "algoritmo avanzado del cuerpo humano", que proporciona una adquisición más suave y permite movimientos corporales leves del sujeto.

Una de las principales compensaciones es la precisión. El H ofrece una precisión volumétrica de hasta 0,3 mm, mientras que el HX ofrece hasta 0,06 mm.


Realizamos nuestra revisión como de costumbre, revisando el hardware y el software, y prestamos especial atención a las tres características clave que destaca Shining 3D:

  • Fuentes de luz híbridas

  • Capacidad para escanear objetos grandes

  • Capacidad para capturar superficies oscuras y reflectantes

Probamos el EinScan HX en varios temas, incluidos los compartimentos del motor de los automóviles. Son el escenario de caso de uso ideal para probar las características del EinScan HX, comercializado por Shining 3D como particularmente adecuado para aplicaciones automotrices.


También probamos un escaneo corporal para el desafío, que al mismo tiempo nos permitió evaluar las capacidades de adquisición de color del escáner. Se sabe que la textura de la piel es más matizada y difícil de adquirir en comparación con las pinturas de productos industriales.


Aquí hay un resumen rápido de lo bueno y lo malo.


Pros:

  • ¡Dos escáneres 3D en uno!

  • El software es muy intuitivo

  • Excelente relación calidad-precio

  • Calibración rápida y facilidad de uso

  • Calidad del hardware (materiales, tacto, equilibrio de peso,…)


Contras

  • El modo láser no captura el color

  • Actualmente no es posible fusionar escaneos de diferentes modos


Una mirada más cercana a la tecnología híbrida de escaneo LED / láser


El EinScan HX es el primer escáner de Shining 3D que ofrece dos tecnologías complementarias, luz estructurada y escaneo láser 3D, en un solo dispositivo. Cada tecnología es accesible a través de un modo específico que el usuario elige al comienzo de un proceso de escaneo 3D.


El modo de escaneo rápido se basa en luz estructurada, mientras que el modo de escaneo láser utiliza tecnología de escaneo láser 3D.

Luz estructurada

Ahora, una de las tecnologías de escaneo 3D más populares , la luz estructurada se ha convertido en un estándar de la industria para muchos usuarios. Los escáneres 3D de luz estructurada son rápidos y proporcionan una relación costo-rendimiento muy eficiente gracias a la relativa simplicidad de su hardware.


La mayoría de las últimas mejoras de rendimiento se basan en software, pero el lado del hardware también ha evolucionado gracias a resoluciones de cámara más altas y mejores proyectores de video. Además, todas estas piezas esenciales son cada año más asequibles.


En comparación con los escáneres 3D láser, otra ventaja de los escáneres 3D de luz estructurada es su mayor campo de visión, aunque a costa de una resolución más baja.


Como toda tecnología, la luz estructurada tiene sus ventajas y desventajas:

  • No funciona en el exterior (la luz solar, incluso indirecta, se templa con la luz de los proyectores).

  • Muy sensible a las superficies negras (que absorben la luz).

  • Desplazados por superficies brillantes y reflectantes (alteran los patrones y dificultan la adquisición de la geometría subyacente).

La anatomía del Shining 3D EinScan HX.

Volviendo al EinScan HX, su sensor de luz estructurado fue diseñado para capturar rápidamente grandes cantidades de datos (recuerde que el modo de luz estructurada se denomina “escaneo rápido”) y, por lo tanto, es adecuado para objetos de tamaño mediano a grande.


Dado que cada escáner está diseñado con un caso de uso específico en mente y, por lo tanto, con un campo de visión, esto significa que el sensor de luz estructurado del EinScan HX no funcionará bien en objetos pequeños o detalles intrincados. Ahí es donde el sensor láser azul del escáner se vuelve imprescindible.


Nota: El modo de escaneo 3D de luz estructurada permite al usuario capturar también la textura (color) de la pieza.


Escaneo láser 3D

Integrado en la parte superior del cuerpo del EinScan HX, el sensor láser azul permite a los usuarios escanear en 3D partes que habrían sido demasiado desafiantes para el sensor de luz estructurado. Y esto con gran detalle, precisión y resolución.


Las 7 cruces de láser azul del escáner 3D pueden capturar partes negras y reflectantes. Sin embargo, debe funcionar con marcadores (pegatinas / objetivos) para alinear los diferentes escaneos.


Hay tres reglas principales a seguir al usar este modo:

  • La cámara siempre debe "ver" al menos 3 marcadores en cada cuadro (un campo de visión de exploración);

  • Los marcadores deben estar pegados en un patrón aleatorio, no lineal;

  • Los marcadores deben colocarse en superficies planas y no deben deformarse en el proceso (por ejemplo, no se pueden colocar en una esquina).

Colocamos marcadores por toda la parrilla del Lexus.

El escaneo láser 3D es ciertamente lento con un campo de visión restringido, pero obtendrá buenos resultados donde la luz estructurada simplemente no funciona.


Nota: el escaneo láser con el EinScan HX requiere marcadores y no captura colores .

Escaneo 3D en color

La opción de color solo funciona con el modo de escaneo 3D de luz estructurada.


Las texturas (otro nombre para los colores) se pueden usar para alinear diferentes escaneos, lo que puede ser muy útil cuando se escanean objetos grandes en 3D con patrones geométricos repetitivos (como un calentador o la rejilla de un automóvil) o partes sin ningún patrón geométrico (como una pintura), plano con solo información en color).


Desembalaje


El EinScan HX viene en un robusto flycase hecho de plástico reforzado y equipado con espuma protectora. El flycase, equipado con dos asas y ruedas, incluye todo lo necesario para operar el escáner 3D:

  • Paquete de rotuladores

  • Placa de calibración y papel de posicionamiento

  • Adaptador de corriente

  • Cable de alimentación y datos USB 3.0

  • Memoria USB con manual EinScan HX y licencia de calibración.

Gestión inteligente de cables con alimentación dos en uno y conexión USB

Requisitos informáticos y de software

El paquete EinScan HX RED (ingeniería inversa y diseño) de Shining 3D incluye tres soluciones de software:

  • Software EinScan , que opera el escáner 3D y genera mallas a partir de los datos de adquisición (nubes de puntos);

  • Solid Edge 2021 Shining 3D Edition , construido sobre el famoso software CAD Solid Edge de Siemens;

  • y Geomagic Essentials , una versión más ligera de Geomagic Wrap de 3D Systems.

También está disponible un paquete Inspect, que reemplaza a Geomagic Essentials por Control X Essentials. Solo probamos el software EinScan durante esta revisión de EinScan HX.

Es interesante señalar que muchas herramientas de posedición que antes solo estaban disponibles en el módulo de metrología de pago (es decir, para los propietarios de Freescan ) ahora se incluyen en el paquete de software gratuito HX.


Para que todo el software y hardware funcione sin problemas, Shining 3D recomienda la siguiente configuración de computadora:

  • Sistema operativo: Windows 10, 64 bits

  • Tarjeta gráfica: ≥NVIDIA GTX1080

  • Memoria de video: ≥8Gb

  • Procesador: ≥I7-8700

  • RAM: ≥32 Gb

Shining 3D nos prestó una PC aún más potente con las siguientes especificaciones:

  • Sistema operativo: Windows 10, 64 bits

  • Tarjeta gráfica: NVIDIA RTX 2060

  • Memoria de video: 6 Gb

  • Procesador: I7-8750

  • RAM: 64 Gb


Calibración del EinScan HX


Calibrar el EinScan HX es un juego de niños. El proceso es simple e intuitivo, y el usuario es guiado paso a paso con la ayuda de animaciones directamente dentro del software EinScan.


Comenzamos emparejando el escáner 3D y la placa de calibración con un archivo de configuración (también llamado archivo de identificación o licencia), ya sea descargado directamente de Internet o recuperado de la memoria USB proporcionada. Este archivo asegura que las especificidades de la placa de calibración estén bien registradas por el software EinScan.


Nota: Cada escáner individual tiene su propia placa y número de calibración únicos. Por lo tanto, un escáner HX no puede funcionar con la placa de calibración de otro HX. Sin embargo, una licencia se puede activar en tantas PC como sea necesario.


Luego, con el escáner 3D en la mano, el usuario debe realizar el proceso de calibración él mismo con la placa de calibración. Toda la operación solo toma unos minutos y calibra el sensor de luz estructurado, el sensor láser y finalmente el balance de blancos de la cámara a color.

La configuración de calibración.

Este proceso de calibración fue nuestra primera oportunidad para tener el EinScan HX en la mano y evaluar su ergonomía. Descubrimos que el sensor es sorprendentemente liviano (¡solo 710 g!) Pero se siente robusto y resistente, ya que es muy compacto.


Todos los botones son de fácil acceso y el asa antideslizante hace que sea muy cómodo de sostener con una sola mano.

Algunas tomas del escáner en la mano.

Introducción y flujo de trabajo


Una vez que el escáner 3D está calibrado, el software le pide al usuario que elija un modo de escaneo 3D.

  • Modo de escaneo rápido: Este modo aprovecha la luz estructurada LED azul y la cámara en color del EinScan HX. Los usuarios pueden escanear texturas sin usar marcadores y a una velocidad bastante rápida. El software puede depender de texturas, características (geometrías), marcadores o una combinación de características y marcadores para alinear los escaneos 3D.

  • Modo de escaneo láser: Este modo aprovecha la luz láser azul del escáner. Los usuarios pueden escanear superficies reflectantes y oscuras o de color negro una vez que hayan colocado marcadores en la pieza.

Ambos modos son muy complementarios entre sí y permiten que el EinScan HX cubra muchos casos de uso diferentes, tamaños de piezas y colores y texturas de superficies.


El proceso de escaneo 3D se simplifica gracias a dos características notables del EinScan HX; uno relacionado con su software, el otro con el hardware.

Alineación de escaneo automática eficiente

Descubrimos que la función de alineación de escaneo automática del software EinScan es extremadamente rápida y eficiente. Incluso después de una interrupción, el escáner 3D es casi instantáneamente capaz de detectar su nueva orientación / posición y fusionar los nuevos datos con los existentes.


Por lo tanto, si comienza a escanear un objeto y tiene que detenerse para reposicionarlo (por ejemplo, para voltear la parte) para escanear en 3D una de sus otras caras, el EinScan HX fusiona de forma inmediata y precisa los dos conjuntos de datos.

Botones convenientemente ubicados

El EinScan HX está equipado con botones intuitivos en su parte trasera para permitir un acceso rápido a las operaciones más comunes. También cuenta con una pantalla inteligente de distancia que cambia de color que ayuda al usuario a saber si está a la distancia correcta de la pieza que se escanea en 3D.

Primer plano de los botones del HX.

Cuando está rojo, el sensor está demasiado cerca; cuando está verde, está a la distancia correcta; y cuando es azul, está demasiado lejos. Esto proporciona un valor real para los usuarios, ya que no tiene que mirar constantemente hacia atrás en la pantalla de la computadora mientras realiza un escaneo 3D.

Resultados de escaneo 3D

Estuche de transporte para escáner 3D

Nuestra primera prueba fue con el estuche de transporte del escáner. Completamente negro con partes mate y reflectantes, fue una gran elección comenzar a probar el rendimiento del sensor y la capacidad del software para reconstruir varias capturas desde diferentes ángulos.


Usamos el modo de escaneo rápido e hicimos 3 capturas del flight case desde diferentes ángulos para obtener un modelo 3D estanco a todo color.

Obtuvimos una bonita malla estanca.

Cabeza humana

Luego, escaneamos en 3D la cabeza de un colega. El escaneo corporal es un caso de uso interesante, ya que la velocidad de adquisición es clave (porque las personas siempre se mueven de forma natural, incluso con solo respirar) y la fidelidad del color también es muy importante.


Esto no es para lo que se anuncia el EinScan HX, pero pensamos que sería un buen desafío.

Arthur sentado junto a su escaneo 3D y sosteniendo el HX.

Usamos el modo de escaneo rápido y en menos de 5 segundos obtuvimos una malla bien detallada con texturas atractivas. Como se puede esperar de un escáner 3D de luz estructurada, el HX no logró adquirir el cabello de Arthur.


Para el escaneo de la "cabeza humana" o del cuerpo, se recomienda utilizar el EinScan H más económico, que cuenta con un sensor de infrarrojos, diseñado específicamente para escanear el cabello en 3D.

Resultado del escaneo 3D de la cabeza de Arthur.

Compartimentos de motor de coche

El siguiente paso para esta revisión de Shining 3D EinScan HX: dos compartimentos para automóviles. Probamos el escáner en un Lexus IS 300h equipado con un motor híbrido de gasolina y eléctrico y en un Aston Martin Vantage, un automóvil que es famoso por su gran motor (4.7 litros V8) enjaulado por barras de refuerzo.


En ambos casos, usamos el modo de escaneo rápido y obtuvimos resultados bastante atractivos en menos de 10 minutos. Los escaneos 3D resultantes ofrecen mucha información y detalles a pesar de la complejidad de los compartimentos del motor y la ocultación natural de los elementos entre ellos.

Malla para bahía de coche Lexus sin textura.
Malla de la bahía del coche de Lexus con textura.

Rejilla de coche

La parrilla del automóvil Lexus es negra, intrincada, hueca y reflectante, una combinación letal de las peores propiedades posibles para un escáner 3D.


Para este desafiante caso de uso, utilizamos el modo de escaneo láser. Comenzamos colocando la cantidad correcta de marcadores en la parte delantera del automóvil y luego pasamos al proceso de escaneo 3D.


Nos tomó alrededor de 10 minutos obtener una malla completa del frente de la rejilla. El resultado no es perfecto y podría haber usado un poco más de tiempo, pero dadas las complejidades de la pieza y el tiempo invertido (para un escaneo), encontramos que el resultado es bastante sorprendente.

Una malla de la rejilla del coche.


Boquillas de saxofón

Para este escaneo 3D desafiantes, no utilizamos ningún equipo adicional (como un tocadiscos) y solo recurrimos al uso de los marcadores proporcionados. En ambos casos obtuvimos muy buenos resultados.

La boquilla y su escaneo 3D.

Alinear el escaneo 3D durante el proceso y retocar un poco los parámetros nos llevó una docena de minutos por pieza, pero al final, obtuvimos mallas 3D de gran apariencia con muchos detalles, incluso desde el interior de las boquillas.


Conclusión


El EinScan HX es un producto potente y versátil, capaz de escanear en 3D piezas de diversas propiedades (tamaños, colores, texturas). Tiene un acabado agradable y robusto y es fácil de manipular. Además, el poco peso que tiene está muy bien distribuido para ofrecer un equilibrio ergonómico.


Toda nuestra experiencia de escaneo 3D fue fluida, y desde el momento en que abrimos el paquete hasta los resultados finales, todo fue rápido y sin obstáculos. Este es uno de los escáneres 3D más fáciles de usar que hemos tenido la oportunidad de revisar.


Su software es fácil de usar y muy intuitivo y, aunque puede ser un poco limitado para los clientes más exigentes, satisfará las necesidades de la mayoría de los usuarios profesionales.


La integración directa de los servicios de ingeniería inversa dentro del EinScan HX también es una buena adición para los usuarios que buscan subcontratar este paso lento del proceso de diseño.


En este rango de precios y en este nivel de rendimiento, el EinScan HX no tiene rival. Solo podemos pensar en un puñado de productos que pueden ofrecer un mejor rendimiento para casos de uso específicos, pero cuestan significativamente más.

En términos de alternativas más económicas, optaríamos por otro escáner Shining 3D, el EinScan H.


Con respecto a Shining 3D en su conjunto, hemos visto una evolución real en sus productos a lo largo de los años. Sus escáneres 3D, o al menos los que hemos probado, siempre han ofrecido un gran valor, y ahora más que nunca con el EinScan HX. Notamos mejoras en todos los frentes: hardware, software y versatilidad.


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