Lab 3Dnatives : Test du scanner 3D Artec Ray

Le constructeur Artec 3D, basé au Luxembourg, s’est spécialisé au fil des années dans le développement de scanners 3D portables comme le Eva, le Space Spider ou le Leo. Plus récemment, la société a également élargi son spectre d’applications en dévoilant des scanners 3D d’un autre type comme le Micro, un scanner 3D fixe automatisé pour la numérisation de petites pièces, ou le Ray, un scanner 3D laser longue distance pour les pièces de grande taille ou des scènes en intérieur/extérieur, comme des éoliennes, des hélices de navires, des avions ou des bâtiments.

Présenté pour la première fois en 2018, le Artec Ray repose sur la technologie LiDAR, acronyme de Light Detection and Ranging. Sur le papier, il offre une précision inférieure au millimètre, une longue portée de 110 mètres associée à un champ de vision large de 360º×270º, une vitesse d’acquisition de 208 000 points/s ou encore une batterie intégrée de 4H d’autonomie maximale. Des caractéristiques mais aussi un prix de vente conseillé à partir de 56,000€ qui rangent clairement le Artec Ray dans la gamme des équipements professionnels. Après les récents tests du Artec Micro et du Artec Leo, 3Dnatives a eu l’opportunité d’utiliser le scanner 3D Artec Ray le temps d’un essai complet. Alors quelles sont les possibilités offertes par un tel équipement ? Est-ce que sa prise en main est aisée ? Quelles sont les applications réalisables avec le Ray ? Retrouvez dans cet article nos réponses.

Le scanner Artec Ray livré avec ses câbles d’alimentation, un câble USB, deux batteries et leur chargeur, trois cartes SD, un adapteur pour trépied ainsi qu’une sacoche de transport

1. Déballage du scanner Artec Ray

Visuellement, le Artec Ray se présente comme un prisme rectangulaire de 287×200×118 mm pour un peu moins de 6kg. Il inclut en son centre un miroir rotatif ainsi que deux caméras de 5 mégapixels pour capturer les textures. Il dispose également de deux indicateurs LED sur le haut du scanner pour obtenir un statut en temps réel (ON/OFF, prêt à numériser, en cours de numérisation…), un voyant de marche au niveau du socle et un voyant pour le mode WiFi/Autonome. Sur la partie supérieure, Artec a également pensé à installer une poignée de transport. Enfin, sur la face latérale, on retrouve les emplacements pour la batterie externe, la carte SD ainsi qu’un bouton ON/OFF. Les entrées pour le câble d’alimentation et le port USB ont été positionnées au niveau du socle du scanner.

Concernant les accessoires inclus avec le scanner, celui-ci est livré avec des câbles d’alimentation secteur ainsi que deux batteries amovibles Li-Ion 14V de 49Wh et leur chargeur. On retrouve également un câble USB de 3 m pour connecter le scanner à un PC, un adaptateur pour trépied, une sacoche de transport, deux cartes SD de 32Go ainsi qu’une carte SD de backup du système. Dans les équipements additionnels, mais non inclus avec le Ray, le fabricant propose également de s’équiper avec un trépied, des cibles aimantées, des sphères de positionnement ou une caisse rigide de transport.

Au centre du Ray, on aperçoit le miroir rotatif qui vient capturer la réflexion du laser tandis que les 2 caméras viennent récupérer la texture de la scène

Au coeur du Ray, on retrouve la technologie LiDAR, un procédé qui vient calculer le délai entre l’émission d’une impulsion laser et sa réflexion pour déterminer la distance entre le scanner et l’objet à numériser, matérialisé par un nuage de points. Dans le cadre du Ray, le laser utilisé est un laser de classe 1.

Concrètement, le Ray émet un laser tandis que le miroir pivote sur lui-même afin de capturer la réflexion du laser sur un champ vertical à 270°. Une fois le nuage de points acquis sur le premier plan, le socle du Ray pivote d’un cran dans le sens des aiguilles d’une montre afin d’acquérir un second plan vertical. L’opération se répète à 360° jusqu’à l’obtention complète du nuage de points. Ce nuage est alors retravaillé par le logiciel du scanner afin de créer le maillage final.

Le Artec Ray acquiert un nuage de points à 270° sur le plan vertical et 360° sur le plan horizontal

2. Installation du scanner 3D Artec Ray

Pour commencer à utiliser le Ray, la première étape consiste à monter le scanner sur un trépied adéquat (non fourni par défaut) avant de brancher l’alimentation au socle du scanner 3D (la partie non-pivotante), puis connecter le Ray à un PC soit via le câble USB, soit en WiFi en ayant recours à l’application Artec Remote. À noter qu’en WiFi, les données du scan sont sauvegardées sur la carte SD. Il est également possible d’utiliser le Artec Ray de manière autonome, sans avoir recours à un PC. Ce mode est recommandé pour les modèles ou scènes simples à numériser, et nécessitera d’avoir la SD installée afin de sauvegarder les données. La dernière étape consiste simplement à mettre en marche le Ray à l’aide de l’interrupteur situé sur la face latérale.

L’autre point à noter concerne les batteries amovibles du Ray. Celles-ci permettent d’offrir une autonomie de 4 heures maximales (2 heures par batterie). Dans le cas où l’utilisateur souhaite utiliser le scanner sur secteur, Artec recommande toutefois de laisser la batterie au sein du scanner afin de garder le centre de gravité, sous peine d’impacter la qualité des données.

Le Ray offre une portée maximale de 110 mètres associée à une vitesse d’acquisition de 208 000 points/s

Une fois le scanner 3D Ray prêt, il faut alors préparer le modèle ou la scène à numériser. Propre à tous les scanners 3D, cette phase de préparation est clé afin d’assurer un résultat optimal. Le Ray étant un scanner optique, celui-ci aura en effet des difficultés à numériser des surfaces réfléchissantes, sombres ou transparentes.

Dans certains cas, il sera d’ailleurs recommander de recourir à un spray matifiant. Les objets de la scène devront être immobiles, uniformément éclairés et offrir un minimum de géométrie ou de texture. Au global, la mise en route du Ray ne nécessite pas de calibration particulière et reste relativement rapide. Les seules étapes qui prendront du temps restent au final la préparation de la scène et le paramétrage du scanner, spécifique à chaque numérisation.

Comme pour les autres scanners de chez Artec, il sera possible de réaliser plusieurs numérisations depuis différentes positions afin de capturer un objet ou une scène dans sa totalité et plus globalement améliorer la qualité du scan. Dans ce cas précis, et pour pouvoir fusionner ultérieurement les différents scans entre eux, il faudra utiliser des cibles ou des sphères, non incluses avec le scanner, pour permettre au Ray de se positionner dans l’espace. Même si l’idéal reste de combiner les deux, le principal avantage des sphères est qu’elles sont visibles depuis n’importe quelle angle de vue tandis que les cibles offrent une meilleure qualité de scan selon Artec. Pour le positionnement des cibles et des sphères, Artec liste de nombreux conseils dans la partie Support de son site internet.

3. Logiciel Artec Studio

Pour la partie software, et comme pour l’ensemble des scanners 3D Artec, c’est bien le logiciel Artec Studio que l’on retrouve associé. Disponible en 15 langues, celui-ci permet de paramétrer le scan en amont mais aussi de finaliser le nuage de points obtenu post-numérisation afin d’obtenir le maillage final. Parmi les formats d’export disponibles, on retrouve les extensions de type point cloud BTX, PTX, XYZ ou maillages OBJ, PLY, WRL, STL, AOP, ASC, Disney PTEX, E57, XYZRGB.

Comme évoqué dans nos précédents tests des produits de la marque, Artec Studio nécessitera un ordinateur relativement puissant, à savoir une configuration minimale de type Intel Core i5, i7 ou i9, 32 Go de RAM et GPU avec 2 Go de VRAM associée à Windows 7, 8 ou 10 (x64). Autre rappel important, le logiciel Artec Studio représente un coût additionnel annuel de 800€ sauf si vous optez pour un abonnement illimité de 2 000€. Une version d’essai de 30 jours est également disponible pour ceux qui souhaiteraient le tester.

Le constructeur a également développé une application Android et iOS spécifique pour le Ray dénommée Artec Remote. Celle-ci permet de connecter le scanner 3D en WiFi, de le piloter depuis un smartphone ou une tablette et de sauvegarder les données sur la carte SD. On pourra ainsi jouer sur divers paramètres en amont du scan comme par exemple la résolution mais aussi des paramètres plus avancés comme la sensibilité, la résolution horizontal/vertical, la capture de la texture. Diverses informations sont aussi disponibles comme le statut du scanner, le niveau de batterie ou l’espace disponible sur la carte SD. De manière générale, le fabricant conseille d’utiliser le logiciel Artec Studio pour les projets complexes ou pour les novices, tandis que l’application Artec Remote est davantage conseillée pour les utilisateurs avancés ou les projets simples.

Test de numérisation d’une voiture – résultat après post-traitement de la scène

4. Premières numérisations

Lors que l’on prépare une nouvelle numérisation, il sera possible de lancer le mode preview depuis le logiciel Artec Studio ou l’application Artec Remote afin d’obtenir un mapping en noir et blanc de la scène. Cet aperçu permet de préciser au scanner une zone de numérisation plus restreinte, si l’on ne s’intéresse qu’à un espace de la scène par exemple, afin de réduire le temps de scan ainsi que la taille du fichier final.

Enfin, avant de se lancer dans la numérisation, et en fonction de la scène, il sera nécessaire d’adapter différents paramètres comme la densité par degrés, la sensibilité ou la texture. La densité par degré correspond au nombre de points par degré. Il s’agira d’un choix à faire entre la résolution souhaitée et le temps de scan, de post-traitement du nuage de points et a fortiori de la taille du fichier final.

La préparation de la scène à numériser avec les sphères ou cibles de positionnement est une étape clé

Concernant la sensibilité, ce paramètre sera à évaluer en fonction de la distance ainsi que de la facilité à scanner l’objet ou la scène (surface sombre, réfléchissante, sans géométrie…). Le mode Haute Qualité sera à sélectionner pour des scans simples à moins de 50 m tandis que le mode Haute Sensibilité sera à privilégier pour des scans jusqu’à 110 m permettant d’obtenir de meilleurs résultats sur les surfaces difficiles. Enfin, la texture sera à sélectionner si l’on souhaite acquérir la couleur de la scène.

En comparaison à un scanner 3D portable, le Ray offre le grand avantage d’être autonome et de simplifier et accélérer la numérisation de larges pièces. Alors que certains objets demanderaient une réelle maitrise d’un scanner portable, le Ray permet en effet d’automatiser la numérisation de ce genre de modèles, à condition bien évidemment de répliquer la numérisation de différentes positions afin de scanner l’objet dans sa totalité. À l’inverse, la partie post-traitement des données pourra s’avérer, de manière assez logique, plus chronophage en comparaison à un scanner portable, en grande partie à cause du volume de données capturées par le Ray. Au sein de l’article, vous pourrez observer les résultats de différentes numérisations réalisées par nos soins ou envoyées par les équipes de chez Artec.

Retrouvez l’ensemble de nos tests au sein du Lab 3Dnatives