이 글은 최근 출시된 SLAM using iPhone 12 Pro LiDAR 에 관련된 내용을 정리한 것이다.
개요
Apple은 그 동안 여러 3D스캐닝 회사를 인수하여 기술을 개발하고 있었고, 경쟁사인 Google Project Tango는 관련 기술을 적극적으로 연구하였었다. 하지만, 지금까지 스마트폰 기반 스캔 기술 영역에서 혁신적인 기술과 유스케이스는 나타나지 않았다.
이제 Apple의 새로운 iPhone은 우리에게 큰 영향을 미칠 수 있는 다양한 스캔 기능을 지원한다. A14 칩의 Neural Engine 은 머신 러닝 애플리케이션을 지원하며, 30 % 개선된 그래픽 성능과 더 빠른 이미지 처리 기능을 갖추고 있다.
아이폰 LiDAR와 비전 기술
장착된 TrueDepth 카메라는 얼굴 인식을 가능하게 한다. Apple Pro 모델은 3 개 카메라 (메인, 와이드, 망원)와 LiDAR가 있다. LiDAR 는 건물 크기 또는 실내 크기를 정확히 얻을 수 있는 레이저 스캔 기술이다. 실내외 거리를 정확하게 측정하고 5 미터 범위의 스캔 장면을 캡처할 수 있다.
이 기술은 실생활에 직접 영향을 미친다. 집에서 온라인에서 찾은 TV 크기를 확인하거나, 새로운 책상이 집에 들어갈 지 가상으로 확인하는 기능만 있어도, 전자 상거래에 큰 영향을 미칠 수 있다. 온라인 구매자가 웹에서 구매한 의류의 약 40%를 반환하기 때문에 가상으로 옷을 입어 보는 것도 기대 할 수 있다.
이 기술은 방을 매우 정확하게 스캔하고, 새로운 페인트 색상, 배경 무늬 계산, 새 인테리어 시뮬레이션과 같은 많은 앱 개발의 가능성을 준고 있다. 사물을 3D 스캔하고, 움직임을 계산하고, Frank Sinatra와 함께 노래하고, 영화 장면 속에 자신을 배치할 수도 있다.
하지만, 이 기술에서 얻은 포인트 클라우드의 밀도는 충분히 많지 않을 것이다. 아직, 포인트 클라우드를 추출 할 수 있는지 여부는 불분명하다.
Apple의 ARKit 개발도구는 물체 인식을 할 수 있다. 의자, IKEA 가구 등 기타 여러 물체를 인식하여 특정 영역에서 활용할 수 있다. 이런 정보와 함께, 고성능 산업용 3D 스캐너를 사용하여 여러 참조 개체의 측정값이 훨씬 더 정확해 질 수 있다. 사진 측량, 다른 카메라 기반 스캔 방법을 사용하여 3D 개체의 질감을 더 잘 채울 수 있다. 이를 통해, 교체해야할 부재를 3D 프린팅할 때 사용할 수도 있다.
스캔 후 3D 프린팅 예시
Apple은 세 대의 카메라가 동일한 이미지를 촬영해 객체 위치와 방향을 더 명확하게 추정하고 색상과 질감을 얻을 수 있다. 예를 들어, 아이폰 시스템은 두 카메라를 모두 사용하여 이미지를 캡처한다. 두 개의 병렬 카메라가 두 이미지에서 발견된 유사한 특징점을 통해 시차 이동 거리를 계산한다. 이 차이를 사용하여 카메라에서 이미지 물체까지의 상대적 거리를 계산한다.
3차원 스캔, 모델링 및 공간정보 자동구축 앱
최근에 여러 3D 스캔 앱이 출시되었다(Alban Denoyel, 2021.2). 몇몇은 무료로 3차원 스캔 및 모델링 기능을 제공하고, 몇몇은 시험판으로 기능을 사용할 수 있다. 다음 영상은 관련 앱 사용 방법을 보여준다.
iPhone 12 Pro 무료 LiDAR scanning app
여기서는 대표적인 앱들만 살펴본다.
SiteScape: SiteScape는 빠르고 정확한 포인트 클라우드 생성을 지원한다. 포인트 밀도와 크기를 조정할 수 있다. 복잡한 장면이나 구조에 사용할 수 있다.
에브리 포인트: Everypoint는 지하철 실내처럼 큰 포인트 클라우드에 적합하다.
Scaniverse: Scaniverse는 사용하기 쉬우며 훌륭한 텍스쳐를 생성한다. 자동차와 같은 것들을 스캔할 수 있다.
3D 스캐너: 3D 스캐너 앱은 많은 옵션이 있어 여러 제어가 가능하다. 예를 들어 앱에서 트리밍할 수 있다. 특히, 작은 것들을 스캔할 때 좋다.
Record3D: Record3D를 사용하면 4D 콘텐츠인 비디오(예. 프레임 당 3D 스캔)을 캡처할 수 있다.
참고로, 아이폰은 작은 물건과 물건에는 잘 스캔되지 않는다(예. 신발). 아울러, 반사되는 표면은 스캔되지 않는다. 의자 또는 벽과 같이 작고 얇은 물체 주변을 스캔하는 것은 제대로 작동하지 않을 수 있다. 스캔할 때는 천천히 작업해야 결과물이 좋다. Sketchfab은 노이즈있는 스캔 데이터를 보정하는 데 편리하다. Sketchfab에 3D주석을 추가할 수도 있다.
마무리
수많은 사람 손에 있는 스마트폰안에 LiDAR 기술이 포함되어 있다는 것은 이외 여러가지 비지니스 가능성을 상상하게 한다. 확장성있는 좋은 기술은 조만간 플랫폼이 되고, 이 위에서 큰 시장가치를 창출하는 예는 마이크로소프트, 구글, 애플 등 수많은 실리콘밸리 기업에서 확인할 수 있다. 라이다가 장착된 스마트폰 기반 앱은 차세대 킬러 어플리케이션이 될 것이다.
레퍼런스
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