3DMakerPro Toucan 3D 스캐너 리뷰: 올인원 3D 스캐닝

Tom's Hardware 결론

3DMakerPro Toucan은 견고한 기하학적 형상 캡처(geometry capture)와 빠른 온보드 프로세싱(onboard processing)을 통해 휴대 가능하며 컴퓨터가 필요 없는 3D 스캐닝 워크플로우(workflow)를 제공합니다. 하지만 빈번한 트래킹 손실(tracking loss), 낮은 컬러 텍스처(color texture) 품질, 그리고 신뢰할 수 없는 Wi-Fi 파일 전송 프로세스로 인해 쉽게 추천하기는 어렵습니다.

장점

컴퓨터가 필요 없는 완전한 3D 스캐닝 워크플로우 (workflow)

고품질 기하학적 형상 캡처 (geometry capture)

온디바이스 프로세싱 (on-device processing)이 일반적으로 빠름

단점

Wi-Fi 전송이 신뢰할 수 없음

대형 물체에서의 트래킹 손실 (tracking loss) 문제

컬러 텍스처 (color textures)가 흐릿하며 편집이 불가능함

유사한 성능을 가진 유선(tethered) 3D 스캐너들에 비해 비쌈

Tom's Hardware를 신뢰할 수 있는 이유

__3DMakerPro Toucan__은 3D 스캐너라기보다 디지털 카메라와 더 유사한 외형과 느낌을 주며, 노출을 조절할 수 있는 썸휠(thumbwheel)까지 갖추고 있습니다. 편리한 이동식 3D 스캐닝을 위해 설계된 Toucan은 블루 레이저 구조광 시스템(blue laser structured light system)을 사용하며, Class 1 및 Class 3R 레이저를 모두 사용하여 포인트 클라우드(point clouds)를 캡처합니다. 이 데이터들은 컴퓨터 없이 온디바이스(on-device)에서 모두 편집, 3D 모델로의 융합(fused), 그리고 내보내기(exported)가 가능합니다. 본 기사에서 리뷰한 1,699달러의 프리미엄 번들(Premium bundle)에는 수동 턴테이블(manual turntable)과 휴대용 케이스가 포함되어 있으며, 제품 상자를 개봉한 후 한 시간 이내에 3D 모델을 만드는 데 필요한 모든 것을 갖추고 있습니다.

Toucan이라는 이름이 화려한 새를 연상시키지만, 역설적이게도 Toucan 3D 스캐너는 컬러 텍스처(color textures)를 생성하는 데 가장 큰 어려움을 겪었습니다. Class 3R 레이저와 "Ultra Mode"를 사용하여 조밀한 포인트 클라우드(point clouds)를 생성하면 기하학적 형상(geometry)은 선명하고 날카롭지만, 적용된 컬러 텍스처(color textures)는 초점이 맞지 않고 흐릿해 보입니다. 만약 키보드와 마우스 사용이 더 편하고 컴퓨터에서 편집하기를 원한다면, PC 또는 Mac에서 더 세밀한 편집을 위해 JMStudio 소프트웨어를 사용할 수도 있습니다.

사양: 3DMakerPro Toucan

| 연속, 턴테이블, 사진 모드 |
| 블루 레이저 구조광 (Class 1 / Class 3R) |
| ≤ 0.03mm 근거리, ≤ 0.1mm 원거리 |
| ... |

박스 구성품: 3DMakerPro Toucan

박스 구성품: 3DMakerPro Toucan

3DMakerPro Toucan은 Standard와 Premium 두 가지 패키지로 제공됩니다. Standard 패키지에는 Toucan 스캐너, 전원 어댑터, 캘리브레이션 보드 (calibration board) 및 스탠드, 수동 턴테이블 (manual turntable), 그리고 반사 마커 (reflective markers) 세트가 포함되어 있습니다. Premium 패키지(본 리뷰에서 다루는 구성)에는 이 모든 구성품과 더불어 삼각대 (tripod) 및 휴대용 케이스 (carrying case)가 포함됩니다. 3DMakerPro는 두 패키지 모두에 실리콘 케이스와 손목 스트랩을 포함합니다.

3DMakerPro Toucan의 디자인

3DMakerPro Toucan은 2000년대 초반의 길쭉한 똑딱이 카메라 (point-and-shoot camera)처럼 보입니다. 은색 본체, 후면의 LCD 스크린, 그리고 기기 오른쪽 상단의 휠 셀렉터 (wheel selector)와 셔터 버튼 (shutter button)이 특징입니다. Toucan의 금속 본체는 새틴 마감 (satin finish) 처리가 된 금속 구조, 매립형 나사, 그리고 기기 하단의 작은 배기구 (exhaust vent)를 갖추고 있어 모두 고급스러운 느낌을 줍니다. 후면의 고무 그립은 스캐닝 중에 손바닥을 편안하게 받쳐주며, 다이아몬드 질감은 사용 중 미끄러지지 않도록 충분한 접지력을 제공합니다.

휠과 버튼의 조합은 훌륭해 보였지만, 첫 스캔을 시작하려 했을 때 당혹스러웠습니다. 버튼을 눌렀는데 아무런 반응이 없었기 때문입니다. 알고 보니, 이 버튼은 "단일 촬영 (Single Shot)" 모드에서만 일반적인 카메라 셔터처럼 작동합니다. 해당 모드에서는 이해가 가지만, 매 스캔마다 버튼을 계속 눌렀다가 결국 다시 LCD 뒷면의 버튼을 눌러야 하는 상황은 다소 답답했습니다.

3DMakerPro는 이 스캐너에서 컴퓨터를 제외하는 데 진심이었습니다. Toucan은 8코어 2.5 GHz CPU, 256 GB 저장 장치, 그리고 32 GB DDR4 RAM을 탑재하고 있습니다. Toucan 하단에는 포함된 전원 공급 장치로 충전할 수 있는 USB-C 포트가 있으며, 매립형 전원 버튼과 삼각대 또는 기타 스탠드를 위한 나사산 (thread)이 있습니다. 여기에 6600 mAh 배터리까지 더해지니 기기의 무게가 약 735g에 달하는 이유를 알 수 있었는데, 이는 장시간 한 손으로 편하게 들고 있기에는 약간 무거운 수준입니다.

인체공학적 설계로 잡기 매우 편한 __Mole__과 달리, 3DMakerPro는 Toucan을 통해 보다 미학적인 방향을 선택했습니다. 스캐너 자체는 매우 프리미엄해 보이지만, 날카로운 모서리와 평평한 표면 때문에 장시간 편안하게 들고 있기에는 어색한 면이 있습니다. 함께 제공되는 실리콘 케이스는 반가운 추가 구성품이며 스캐너를 훨씬 더 편하게 잡을 수 있게 해주지만, Toucan은 실리콘 케이스를 씌운 상태로는 포함된 휴대용 케이스(carrying case)에 들어가지 않습니다. 불행히도 실리콘 케이스는 특성상 끈적거림이 있어 먼지와 이물질이 잘 달라붙기 때문에 정기적으로 깨끗하게 닦아주어야 합니다.

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3DMakerPro Toucan을 위한 소프트웨어

3DMakerPro Toucan은 온보드 컴퓨터 (onboard computer)를 사용하여 스캔 데이터를 캡처, 처리 및 내보내기(export)까지 수행하며, 3D 모델을 생성하기 위해 다른 소프트웨어(또는 컴퓨터조차)를 필요로 하지 않습니다. 레이저 유형, 프레임 레이트 (frame rate), 컬러 캡처 (color capture) 등과 같은 스캔 설정은 기기 뒷면에 통합된 대형 LCD 스크린을 통해 Toucan에서 직접 조정할 수 있습니다. 작업이 완료되면 모델을 메쉬 (mesh) 3D 파일 형태로 USB 드라이브에 직접 내보낼 수 있습니다. 이러한 온보드 워크플로 (onboard workflow)는 휴대용 핸드헬드 (handheld) 3D 스캐너로 광고되는 Toucan의 주요 차별점입니다.

Toucan은 3DMakerPro JMStudio 3D 애플리케이션과 함께 사용할 수도 있지만, 기대할 수 있는 수준의 퍼스트 파티 (first-party) 경험을 제공하지는 않습니다. Toucan은 USB 연결을 통해 컴퓨터에 직접 연결할 수 없으며, 대신 Wi-Fi를 통해 스캔 데이터를 전송해야 합니다. 스캔 데이터가 전송되면 프로젝트를 일반적인 스캔처럼 열고 처리할 수 있습니다. 저는 Toucan을 USB 케이블로 컴퓨터에 연결할 수 없었으며, 대신 Wi-Fi를 통해 파일을 전송하거나 (포함되지 않은) USB-C USB 드라이브를 사용하여 전송해야 했습니다.

Toucan에서 컴퓨터로 스캔 데이터를 전송하는 과정은 상당히 까다로운 경험이었습니다. Toucan은 충전용으로만 사용되는 통합 USB-C 포트를 통한 스캔 데이터 전송을 지원하지 않습니다. 대신, Toucan은 Wi-Fi를 통해 연결되며, 스캔 데이터를 전송하기 위해 “기기에서 가져오기 (Import from Device)” 작업을 사용해야 합니다. 저는 전송 중간에 연결이 여러 번 끊기는 문제를 겪었으며, 네트워크 상태가 안정적임에도 불구하고 Wi-Fi 연결이 일관되지 않았습니다.

1.2 GB 크기의 스캔 데이터를 전송하는 데 약 7분이 소요되었고, 컴퓨터로 전송된 후 파일을 압축 해제하는 데 추가로 3분이 걸렸습니다. 이 정도 속도라면 차라리 파일을 USB-C 썸 드라이브로 내보낸 다음, 거기서 컴퓨터로 업로드하는 것이 훨씬 쉽습니다.

JMStudio(및 Toucan 내장 소프트웨어)에서의 프로세싱은 포인트 클라우드 (Point Cloud) 정리, 메쉬 (Mesh) 변환, 복구 및 단순화, 그리고 선택 사항인 컬러 텍스처 (Color Texture) 추가 과정을 포함합니다. 이 과정은 앱과 내장 소프트웨어 간에 유사하며, Toucan은 JMStudio 소프트웨어로 아무것도 내보낼 필요 없이 기기 자체에서 스캔 데이터를 완전히 프로세싱할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.

3DMakerPro Toucan을 이용한 3D 스캐닝 및 정렬

3DMakerPro Toucan에는 두 가지 레이저 모드가 있습니다: Class 3R 및 Class 1입니다. Class 1 제품은 일반적으로 일반적인 사용에 안전한 것으로 분류되는 반면, Class 3R 레이저 제품은 추가적인 안전 고려 사항이 필요합니다. Toucan은 Class 3R 레이저 모드로 전환하기 전 매번 경고를 표시하는데, 이는 사용하면서 매우 만족스러운 부분이었습니다. Class 3R 레이저는 고정밀 스캐닝 및 복잡한 표면에 사용되며, Class 1 레이저는 보다 일반적인 용도로 사용됩니다.

제가 3D 스캐너를 테스트할 때 가장 선호하는 모델은 작은 두꺼비 조각상입니다. 표면 기하학적 디테일 (surface geometry detail)이 매우 높을 뿐만 아니라 복잡한 채색이 되어 있기 때문입니다. 수동 회전판 (manual turntable)과 포함된 삼각대를 사용하여, Class 3R 레이저를 Near Mode로 설정하고 컬러 스캐닝 (Color Scanning) 기능을 활성화했습니다. Toucan에는 이상적인 스캐닝 거리를 나타내는 가이드가 있으며, 모델에 너무 가깝거나 멀 경우 경고를 보냅니다. 밝기는 기기 상단의 휠을 사용하여 조절할 수 있습니다.

Toucan은 스캐닝 중에 일관되게 15 FPS를 유지했으며, 덕분에 약 1분밖에 걸리지 않는 인상적으로 빠른 첫 캡처를 수행할 수 있었습니다. 구조 최적화 (Structural Optimization) 및 통계적 노이즈 제거 (Statistical Noise Removal) 프로세스를 실행한 후, 결과물은 크기가 약 619 MB인 680만 개의 포인트로 구성된 포인트 클라우드 (point cloud)였습니다. 이는 인상적일 정도로 밀도가 높은 포인트 클라우드이며, 삼각형 메쉬 (triangulated mesh)로 변환하기 전임에도 캡처된 디테일이 선명하고 명확했습니다. 프로세싱은 전적으로 Toucan에서 수행되었으며, 이러한 작업들을 완료하는 데 총 5분 미만이 소요되었습니다.

완전한 모델을 만들기 위해 두 번의 스캔을 더 실행한 다음, 자동 정렬 (Align) 기능을 사용하여 모든 포인트가 올바르게 정렬된 단일 포인트 클라우드를 생성했습니다. 자동 정렬은 잘 작동했지만, 최상의 결과를 얻기 위해 중첩 (overlap) 비율을 90%에서 100%로 조정해야 했습니다. 모든 것이 정렬된 후 마지막 단계는 모델을 워터타이트 메쉬 (watertight mesh)로 변환하고 삼각형 개수를 줄이는 것이었습니다. 최종 모델은 400,000개의 삼각형을 가지며 크기는 26.5 MB에 불과합니다. 이는 메쉬를 만드는 데 사용된 거의 1.5 GB에 달하는 포인트 클라우드 데이터와 비교했을 때 인상적인 감소 수치입니다.

불행히도, 컬러 텍스처 (color texture)가 흐릿하게 표현되었고, 일부 표면에서 흐릿함(blurriness)과 전반적인 선명도 부족이 나타나 놀랐습니다. 제가 무언가를 놓친 것은 아닌지 확인하기 위해 텍스처 매핑 (Texture Mapping) 프로세스를 몇 번 실행해 보았지만, 컬러 텍스처의 전반적인 품질을 개선할 수는 없었습니다. 이와 같은 컬러 텍스처에는 간단한 밝기나 대비 슬라이더가 있으면 이상적이었겠지만, Toucan이나 JMStudio 앱 모두 이러한 기능을 제공하지 않습니다.

Toucan에는 모델 아래의 평평한 표면을 자동으로 감지하여 포인트 클라우드 (point cloud)에서 해당 포인트들을 잘라내는 “Base Removal” 도구가 있습니다. 이는 핸드헬드 (handheld) 모드에서 매우 유용한 도구이며, 포함된 수동 턴테이블 (manual turntable)을 사용할 때도 잘 작동했습니다. 유기적이거나 곡선 형태인 모델에는 잘 작동하지만, 때때로 제가 스캔한 모델의 평평한 면을 식별하여 해당 표면을 캡처하지 못하는 경우가 있었습니다.

콘크리트 토끼 스캔을 위해 턴테이블을 단 한 번만 회전시켰음에도 불구하고, 밀집된 포인트 클라우드는 여전히 240만 개의 포인트를 보유하고 있었으며, 퓨전 (fusion) 단계에서 매끄러운 메쉬 (mesh)를 생성하기에 충분하고도 남았습니다. 턱 아래와 스캐너가 캡처하지 못한 일부 영역에 작은 구멍들이 몇 개 있었지만, Repair Gaps 도구가 이를 쉽게 처리했습니다. 최종 삼각측량 메쉬 (triangulated mesh)는 499,062개의 면 (faces)을 가졌으며, 단순화 (simplification) 단계 이후 크기는 38.2 MB였습니다.

생성된 삼각형 메쉬 (triangle mesh)는 .stl 파일로 내보내졌으며, PLA 필라멘트를 사용하여 __Bambu Lab X1-Carbon__으로 출력되었습니다. 모델의 곡선은 정확하게 캡처되었고, 별도의 조정 없이도 스케일 (scale)이 완벽해 보였습니다. 지오메트리 트래킹 (geometry tracking) 모드를 사용했기 때문에 모든 표면이 정확하게 캡처되었으며, 모델은 원본과 똑같아 보였습니다.

더 복잡한 표면을 가진 모델을 테스트해보고 싶어서, CT 스캔으로 제작된 __실물 크기의 내 두개골 3D 프린트물__을 사용했습니다. 이 모델은 여러 개의 깊은 함몰 부위와 많은 표면 디테일을 가지고 있어, 깊은 구멍까지 스캔할 수 있는 성능을 광고하는 Toucan과 같은 스캐너를 테스트하기에 매우 적합합니다.

저는 품질을 위해 Ultra Mode (울트라 모드)를 사용하였으며, 가능한 한 많은 표면을 포착하기 위해 모델을 세 번 회전시켰습니다. 수동으로 표면들을 제거한 후, One Click Process (원 클릭 프로세스)를 “High Quality (고품질)”로 설정하여 포인트 클라우드 (Point Cloud)를 처리했습니다. 최종적으로 생성된 삼각측량 메쉬 (Triangulated Mesh)는 300만 개 이상의 페이스 (Faces)를 가졌으며, CT 스캔에서 보이는 가시적인 밴딩 (Banding) 현상이 Toucan에 의해 명확하게 포착되었습니다.

3DMakerPro Toucan을 이용한 Marker Mode (마커 모드) 3D 스캐닝

3DMakerPro Toucan은 또한 마커 (Markers)를 사용하여 스캔을 캡처할 수 있는데, 마커는 크고 복잡하거나 캡처하기 어려운 표면의 정렬 (Alignment)을 위해 사용됩니다. 저는 일반적으로 트래킹 마커 (Tracking Markers)가 부착된 Milwaukee 임팩트 드라이버를 테스트용으로 사용하는데, 이는 곡면, 반복되는 패턴, 그리고 여러 개의 평면을 가지고 있어 대부분의 스캐너에게 도전적인 과제가 되기 때문입니다. Near Mode (니어 모드)를 사용했을 때, Toucan은 트래킹 도트 (Tracking Dots)를 인식하는 데 실패하였고, 모델을 캡처하기 위해 Far Mode (파 모드)로 전환해야 했습니다.

Far Mode에서 생성된 스캔 결과는 370만 개의 포인트 (Points)를 가졌으며, 그중 대부분은 주변 표면에서 캡처된 것이라 퓨전 (Fusion) 전에 제거해야 했습니다. 표면들을 제거한 후, 드릴만의 포인트 클라우드는 원래 포인트 클라우드의 극히 일부인 26만 6천 개의 포인트로 줄어들었습니다. 결과물인 메쉬 (Mesh)는 날카로운 디테일이 부족하여 대략적인 형태로서만 유용했습니다.

Ultra Mode에서 Class 3R 레이저 (Laser)를 사용하여 스캔한 결과, 디테일이 현저히 더 날카로워졌으며 퓨전된 모델에는 여러 개의 서브 밀리미터 (Sub-millimeter) 단위의 디테일이 나타납니다. 스캔이 매우 정확하여 종이처럼 얇은 마커들이 포인트 클라우드와 메쉬 모두에서 명확하게 보입니다.