Quanto è preciso il LiDAR dell'iPhone?

La risposta breve, e da dove viene

Una misurazione indipendente utile è uno studio del 2021 di un gruppo di ricercatori dell'Università di Copenaghen, Evaluation of the Apple iPhone 12 Pro LiDAR for an Application in Geosciences, pubblicato su Scientific Reports. Hanno testato l'iPhone 12 Pro e l'iPad Pro del 2020 e hanno rilevato quanto segue:

• Oggetti piccoli: gli oggetti con lati più lunghi di 10 cm sono stati modellati con una precisione assoluta di circa ±1 cm. Sotto i 10 cm la precisione peggiorava, e il limite di rilevamento era intorno ai 5 cm.
• Scene grandi: un modello 3D di una falesia costiera lunga fino a 130 metri è risultato preciso in assoluto entro circa ±10 cm.
• Portata: il sensore arriva fino a 5 metri, e la densità dei punti misurati cala nettamente con la distanza, da migliaia di punti per metro quadrato a 25 cm a circa 150 a 2,5 metri.
• Ripetibilità: sei scansioni ripetute della stessa scena differivano tra loro in media di circa 2 cm.
• iPhone o iPad: nessuna differenza tra i due dispositivi nel numero di punti, nella densità dei punti o nella lunghezza focale.

Una stanza sta a metà tra questi due casi. È più grande di un singolo oggetto e molto più piccola di una falesia, e puoi avvicinarti a ogni parete. Ecco perché la scansione di una stanza è in genere accurata entro pochi centimetri sull'intera stanza, che è il dato usato da FloorLens. È un risultato tipico, non una garanzia: il modo in cui esegui la scansione lo sposta in un senso o nell'altro.

Se vuoi capire come fa il sensore a misurare la profondità, leggi cos'è il LiDAR su iPhone.

Cosa significano pochi centimetri su una planimetria

La precisione conta solo in rapporto a ciò che fai con i numeri. Pochi centimetri su una parete lunga diversi metri non cambiano quale divano ci sta contro, quanti metri quadrati riporta un annuncio una volta arrotondato il dato, né quanta pittura o pavimento preventiva un'impresa. Contano invece quando la tolleranza è più stretta dell'errore:

• Va bene così: la planimetria per un annuncio di vendita o di affitto, la disposizione dei mobili, un primo preventivo di ristrutturazione, la documentazione dello stato di un appartamento prima di una locazione, il primo sopralluogo di un architetto.
• Da verificare a mano: tutto ciò che deve entrare con precisione, come un armadio su misura, il piano di lavoro di una cucina, un top in pietra o una finestra sostitutiva. Usa la scansione per progettare, poi misura la quota critica con un metro a nastro o un misuratore laser prima di ordinare.
• Non è un lavoro da telefono: le superfici legali per contratti, perizie, pratiche edilizie o documenti ufficiali, e tutto ciò che riguarda la struttura. Qui serve un tecnico abilitato.

Le superfici meritano un discorso a parte. Una superficie è il prodotto di due lunghezze, quindi i piccoli errori su entrambe si sommano; in più ogni paese ha le sue regole su cosa va conteggiato, ad esempio se includere muri, scale o zone con soffitto basso. FloorLens supporta diversi standard nazionali, come la Gross Living Area negli Stati Uniti, la Gross Internal Area nel Regno Unito e la Wohnfläche in Germania, ma i valori restano stime ricavate da una scansione con il telefono.

Le superfici ricavate da una scansione con il telefono sono stime, non un rilievo professionale, e non hanno valore legale. Non usarle per contratti, perizie o pratiche ufficiali.

Cosa rende una scansione più o meno precisa

Gran parte dell'errore in una scansione nasce dal modo di scansionare, non dal sensore. La sessione WWDC22 di Apple su RoomPlan, il framework di Apple per le app di scansione degli ambienti, indica le condizioni che creano problemi. Insieme allo studio, danno questo elenco:

FloorLens usa RoomPlan per acquisire gli ambienti, quindi questi limiti valgono anche per FloorLens. Da solo RoomPlan è limitato: descrive una stanza come superfici piane per pareti, porte, finestre e aperture e come parallelepipedi per i mobili, con le loro dimensioni, ma non com'è fatta la stanza alla vista. FloorLens va molto oltre, con una mesh 3D texturizzata e superfici texturizzate, foto fissate nel punto in cui sono state scattate, una planimetria con standard di calcolo delle superfici, modifica, esportazioni e un tour 3D nel browser.

Distanza

Più la superficie è lontana, meno punti il sensore misura su di essa e meno preciso è ciascuno. C'è anche un limite netto: Apple indica la portata in fino a 5 metri, e nei test per FloorLens i dati di profondità che ricevono le app si fermano a 5 metri, sia tramite RoomPlan sia leggendo la profondità direttamente da ARKit. Tutto ciò che è più lontano non viene misurato affatto. Avvicinati alla parete in fondo invece di scansionarla dall'altro lato della stanza. Apple fa notare che i soffitti alti possono superare la portata del sensore, quindi in una stanza alta il dato da controllare è l'altezza del soffitto.

Specchi e vetro

Secondo Apple, specchi a tutta altezza e vetro mettono in difficoltà il sensore LiDAR. La luce attraversa il vetro o rimbalza sullo specchio, quindi il sensore vede una superficie che non c'è o ne perde una che c'è. Un armadio a specchio può apparire come spazio dietro la parete. Controlla queste pareti nella planimetria e correggile.

Superfici scure

Le superfici molto scure rimandano indietro meno luce e, secondo Apple, possono essere difficili da scansionare. Le ante nere di una cucina o una parete con piastrelle scure possono richiedere un passaggio più lento e più ravvicinato.

Luce e movimento

Lo Scanner LiDAR misura la profondità senza luce visibile, ma il telefono usa anche la fotocamera per capire dove si trova nella stanza. Per RoomPlan Apple consiglia almeno 50 lux, che descrive come il valore tipico di un soggiorno di sera. Sotto quella soglia, e quando ti muovi in fretta, il tracciamento perde precisione e le pareti di una stanza non combaciano più perfettamente con quelle della successiva. Cammina lentamente e tieni la fotocamera puntata sulle pareti anziché sul pavimento.

Dimensioni della stanza e durata della scansione

Apple dice che RoomPlan funziona al meglio con una singola stanza di un'abitazione fino a circa 9 × 9 metri, e sconsiglia scansioni singole più lunghe di cinque minuti per via del consumo di batteria e del surriscaldamento. Una scansione lunga di uno spazio grande lascia ai piccoli errori di tracciamento più tempo per sommarsi, lo stesso effetto che lo studio ha osservato tra un oggetto piccolo e una falesia di 130 metri.

Ingombri

I mobili contro una parete la nascondono. La scansione deve allora indovinare dove corre la parete dietro un armadio o una libreria. Dove puoi, allontana le cose dai muri e apri le tende, cosa che Apple consiglia anche per ridurre le occlusioni delle finestre.

I passaggi pratici sono nella guida su come usare il LiDAR su iPhone, e un elenco più lungo arriverà con i nostri consigli per la scansione LiDAR.

Come verificare la precisione della tua scansione

Non devi fidarti sulla parola. Prima di affidarti a una scansione per qualcosa di importante, confrontala una volta con un metro a nastro:

1. Scegli una parete lunga e dritta, senza nulla davanti, e misurala con un metro a nastro o un misuratore laser.
2. Confrontala con la lunghezza della parete nella scansione. In FloorLens lunghezze delle pareti, superfici delle stanze e altezze dei soffitti vengono misurate in automatico al termine della scansione, e lo strumento Misurazione manuale misura la distanza tra due punti qualsiasi che scegli nella scena 3D.
3. Fai lo stesso con la larghezza di una porta e con l'altezza del soffitto, perché aperture e soffitti sono i punti in cui gli errori tendono a emergere.
4. Se una parete è chiaramente sbagliata, cerca il motivo: uno specchio, una finestra, dei mobili addossati. Riscansiona lentamente quella parte oppure correggila nella planimetria. FloorLens ti permette di spostare e ridimensionare le pareti, e la planimetria e la vista 3D restano sincronizzate.

Ecco la verifica in pratica. Durante una scansione qualcuno ha tenuto un metro a nastro contro una parete, poi lo strumento Misurazione manuale di FloorLens ha misurato lo stesso tratto nella scansione:

È un solo test, in una stanza ben illuminata, a distanza ravvicinata e con una parete sgombra. Dimostra che in buone condizioni di scansione le misure dovrebbero essere abbastanza precise, non che ogni scansione coinciderà al centimetro con il metro a nastro. Aspettati qualche centimetro di scarto in un senso o nell'altro, di più quando le condizioni descritte sopra giocano a tuo sfavore.

Se le tue verifiche coincidono entro pochi centimetri, di solito coincide anche il resto di una scansione fatta allo stesso modo. Se non coincidono, la causa è quasi sempre una delle condizioni della sezione precedente. Il feedback di copertura in tempo reale di FloorLens segnala le zone che hanno bisogno di un altro passaggio mentre sei ancora nella stanza, che è il momento più economico per sistemarle.

Scansione LiDAR, app Metro o misuratore laser?

Risolvono problemi diversi. L'app Metro di Apple usa lo stesso sensore ma ti dà una distanza alla volta, e Apple stessa definisce le sue misurazioni approssimative. Un misuratore laser ti dà una distanza alla volta, con grande precisione. Una scansione LiDAR della stanza ti dà in un colpo solo ogni parete, porta, finestra e altezza del soffitto, con uno scarto di pochi centimetri, più una planimetria e un modello 3D da condividere.

Per la maggior parte delle case la combinazione sensata è una scansione per l'intero spazio e un metro a nastro o un laser per le due o tre quote che devono essere esatte. È così che architetti e ristrutturatori usano una scansione al primo sopralluogo: la scansione acquisisce lo stato di fatto in pochi minuti e le quote critiche si verificano a mano. Per gli agenti immobiliari di solito basta la sola scansione, perché la planimetria di un annuncio serve a orientarsi, non a costruire.

Se stai scegliendo un'app, il confronto tra le app per la scansione 3D delle stanze su iPhone spiega quali usano il LiDAR e quali ricostruiscono gli ambienti dalle foto, una tecnica che funziona su qualsiasi telefono ma comporta un compromesso diverso. Per vedere com'è una scansione finita, leggi come creare una planimetria da una scansione LiDAR con iPhone.

Quando chiamare un geometra

Una scansione con il telefono è il modo rapido per conoscere uno spazio abbastanza bene da progettare, pubblicare un annuncio o fare un preventivo. Non sostituisce una misurazione professionale quando il numero ha un peso legale o economico. Rivolgiti a un geometra o a un tecnico abilitato quando:

• un contratto di vendita o di affitto riporta una superficie;
• una perizia, un mutuo, un accertamento fiscale o una pratica edilizia dipendono da quel valore;
• una norma nazionale stabilisce come va misurata la superficie e da chi;
• stai facendo modifiche strutturali.

Per tutto ciò che viene prima, la scansione che puoi fare in pochi minuti con il telefono che hai in tasca è di solito abbastanza precisa, e puoi verificarlo da solo con un metro a nastro nel tempo che serve a leggere questo paragrafo.

Domande frequenti

Il LiDAR dell'iPhone è abbastanza preciso per una planimetria?

Sì, per annunci di vendita e di affitto, la disposizione dei mobili e i preventivi di ristrutturazione. La scansione di una stanza è in genere accurata entro pochi centimetri sull'intera stanza. Non è un rilievo professionale, quindi non basta per contratti, perizie o pratiche ufficiali.

Quanto è preciso il LiDAR dell'iPhone in centimetri?

Uno studio del 2021 pubblicato su Scientific Reports ha misurato l'iPhone 12 Pro e l'iPad Pro con una precisione di circa ±1 cm su oggetti più grandi di 10 cm e di circa ±10 cm su un tratto di falesia costiera lungo 130 metri. La precisione cala con la distanza, quindi le scansioni ravvicinate di una stanza vanno meglio di quelle di grandi spazi all'aperto.

Cosa rende meno precisa una scansione LiDAR?

La distanza dalla superficie, specchi a tutta altezza e vetro, superfici molto scure, soffitti oltre la portata del sensore, movimenti troppo rapidi e scansioni molto lunghe. Apple indica specchi, vetro, superfici scure e soffitti alti come i casi difficili per RoomPlan, il suo framework per la scansione degli ambienti.

Fino a che distanza misura il LiDAR dell'iPhone?

Fino a 5 metri. È la portata indicata da Apple, e i dati di profondità che ricevono le app si fermano a 5 metri, sia tramite RoomPlan sia tramite la profondità di ARKit. Inoltre la precisione cala con la distanza, quindi avvicinati alle pareti lontane invece di scansionarle dall'altro lato della stanza.

Per il LiDAR un iPad Pro è più preciso di un iPhone?

Lo studio del 2021 su Scientific Reports non ha trovato differenze tra iPhone 12 Pro e iPad Pro nel numero di punti emessi, nella densità dei punti o nella lunghezza focale. Conta più il modo in cui esegui la scansione che quale dei due dispositivi usi.

Posso usare la superficie di una scansione con il telefono in un contratto di vendita o di affitto?

No. Le superfici ricavate da una scansione con il telefono sono stime e non hanno valore legale. Quando un contratto o una norma richiede una superficie certificata, rivolgiti a un geometra o a un tecnico abilitato.