Qual é a precisão do LiDAR do iPhone?

A resposta curta, e de onde ela vem

Uma medição independente útil é um estudo de 2021 de pesquisadores da Universidade de Copenhague, Evaluation of the Apple iPhone 12 Pro LiDAR for an Application in Geosciences, publicado na Scientific Reports. Eles testaram o iPhone 12 Pro e o iPad Pro de 2020 e concluíram:

• Objetos pequenos: objetos com lados maiores que 10 cm foram modelados com precisão absoluta de cerca de ±1 cm. Abaixo de 10 cm a precisão piorou, e o limite de detecção ficou em torno de 5 cm.
• Cenas grandes: um modelo 3D de uma falésia costeira de até 130 metros de comprimento saiu com precisão absoluta de cerca de ±10 cm.
• Alcance: o sensor chega a até 5 metros, e a densidade de pontos medidos cai bruscamente com a distância, de milhares de pontos por metro quadrado a 25 cm para cerca de 150 a 2,5 metros.
• Repetibilidade: seis escaneamentos repetidos da mesma cena diferiram entre si em cerca de 2 cm, em média.
• iPhone ou iPad: nenhuma diferença entre os dois aparelhos em número de pontos, densidade de pontos ou distância focal.

Um ambiente fica entre esses dois casos. É maior que um único objeto e muito menor que uma falésia, e você pode chegar perto de todas as paredes. É por isso que um escaneamento de ambiente costuma ter precisão de poucos centímetros ao longo do ambiente, que é o número que o FloorLens usa. É um resultado típico, não uma garantia: a forma como você escaneia pode empurrá-lo para qualquer um dos lados.

Se quiser entender como o sensor mede profundidade, veja o que é o LiDAR do iPhone.

O que poucos centímetros significam em uma planta baixa

A precisão só importa em relação ao que você faz com os números. Poucos centímetros em uma parede de vários metros não mudam qual sofá cabe ao longo dela, quantos metros quadrados um anúncio mostra depois de arredondado, nem quanto de tinta ou de piso um prestador de serviço orça. Eles importam quando a tolerância é menor que o erro:

• Suficiente: a planta baixa de um anúncio de venda ou aluguel, um layout de móveis, um primeiro orçamento de reforma, um registro de como estava o apartamento antes da locação, a primeira visita de um arquiteto à obra.
• Confira à mão: tudo o que precisa encaixar exatamente, como um armário planejado, uma bancada de cozinha, um tampo de pedra ou uma janela de substituição. Use o escaneamento para planejar e meça a dimensão crítica com uma trena ou trena a laser antes de fazer o pedido.
• Não é trabalho para o celular: áreas legais para contratos, avaliações, pedidos de aprovação de projeto ou documentos oficiais, e qualquer coisa estrutural. Isso exige um agrimensor habilitado.

As áreas merecem um comentário à parte. Uma área de piso é o produto de dois comprimentos, então pequenos erros em ambos se somam e, além disso, cada país tem suas próprias regras sobre o que entra na conta: se paredes, escadas ou trechos com pé-direito baixo são incluídos ou não. O FloorLens oferece suporte a várias normas nacionais, como a Gross Living Area nos Estados Unidos, a Gross Internal Area no Reino Unido e a Wohnfläche na Alemanha, mas os números continuam sendo estimativas de um escaneamento feito com o celular.

As áreas de um escaneamento feito com o celular são estimativas, não uma medição topográfica, e não têm valor legal. Não as use em contratos, avaliações ou documentos oficiais.

O que deixa um escaneamento mais ou menos preciso

A maior parte do erro em um escaneamento de ambiente vem da forma de escanear, não do sensor. A própria sessão da WWDC22 sobre o RoomPlan, o framework da Apple para apps de escaneamento de ambientes, aponta as condições que causam problemas. Junto com o estudo, elas formam esta lista:

O FloorLens usa o RoomPlan para capturar os ambientes, então esses limites também valem para ele. O RoomPlan, sozinho, é limitado: ele descreve um ambiente como superfícies planas para paredes, portas, janelas e aberturas e como caixas para os móveis, com suas dimensões, mas não mostra como o ambiente é de fato. O FloorLens vai muito além disso, com uma malha 3D texturizada e superfícies texturizadas, fotos fixadas no lugar onde foram tiradas, uma planta baixa com normas de cálculo de área, edição, exportações e um tour 3D no navegador.

Distância

Quanto mais distante a superfície, menos pontos o sensor mede nela e menos preciso é cada um deles. Há também um limite rígido: a Apple informa um alcance de até 5 metros, e nos testes feitos para o FloorLens as leituras de profundidade que os apps recebem param em 5 metros, tanto pelo RoomPlan quanto lendo a profundidade diretamente do ARKit. O que estiver mais longe simplesmente não é medido. Caminhe até a parede do fundo em vez de escaneá-la do outro lado do ambiente. A Apple observa que pés-direitos altos podem ultrapassar o alcance do sensor, então, em um ambiente alto, o pé-direito é o número a conferir.

Espelhos e vidros

A Apple diz que espelhos e vidros do chão ao teto são um desafio para o sensor LiDAR. A luz atravessa o vidro ou é refletida pelo espelho, então o sensor enxerga uma superfície que não existe ou deixa de ver uma que existe. Um guarda-roupa espelhado pode aparecer como espaço atrás da parede. Confira essas paredes na planta e corrija-as.

Superfícies escuras

Superfícies muito escuras devolvem menos luz e podem ser difíceis de escanear, segundo a Apple. Uma cozinha com portas pretas ou uma parede de azulejos escuros pode precisar de uma passagem mais lenta e mais próxima.

Luz e movimento

O Scanner LiDAR mede profundidade sem luz visível, mas o celular também usa a câmera para acompanhar onde está no ambiente. A Apple recomenda pelo menos 50 lux para o RoomPlan, o que ela descreve como típico de uma sala de estar à noite. Abaixo disso, e quando você se move rápido, o rastreamento escorrega e as paredes de um ambiente deixam de se alinhar perfeitamente com as do próximo. Caminhe devagar e mantenha a câmera apontada para as paredes, não para o chão.

Tamanho do ambiente e duração do escaneamento

A Apple diz que o RoomPlan funciona melhor em um único cômodo residencial de até cerca de 9 por 9 metros e desaconselha escaneamentos únicos com mais de cinco minutos, por causa do consumo de bateria e do aquecimento. Um escaneamento longo de um espaço grande dá mais tempo para pequenos erros de rastreamento se acumularem, o mesmo efeito que o estudo observou entre um objeto pequeno e uma falésia de 130 metros.

Objetos no caminho

Móveis encostados na parede escondem a parede. O escaneamento então precisa adivinhar por onde ela passa atrás de um guarda-roupa ou de uma estante. Afaste as coisas das paredes quando puder e abra as cortinas, algo que a Apple também sugere para reduzir a obstrução das janelas.

Os passos práticos estão em como usar o LiDAR do iPhone, e uma lista mais completa virá nas nossas dicas de escaneamento com LiDAR.

Como conferir a precisão do seu próprio escaneamento

Você não precisa acreditar em nada disso só porque leu aqui. Antes de confiar em um escaneamento para algo importante, compare-o uma vez com uma trena:

1. Escolha uma parede longa e reta, sem nada na frente, e meça-a com uma trena comum ou a laser.
2. Compare com o comprimento da parede no escaneamento. No FloorLens, comprimentos de paredes, áreas dos ambientes e pés-direitos são medidos automaticamente quando o escaneamento termina, e a ferramenta Medição manual mede entre quaisquer dois pontos que você escolher na cena 3D.
3. Faça o mesmo com a largura de uma porta e com o pé-direito, já que aberturas e tetos são onde os erros costumam aparecer.
4. Se uma parede estiver claramente errada, veja o motivo: um espelho, uma janela, móveis encostados nela. Escaneie essa parte de novo, devagar, ou corrija-a na planta. O FloorLens permite mover e redimensionar paredes, e a planta e a vista 3D permanecem sincronizadas.

Veja a conferência na prática. Alguém segurou uma trena encostada em uma parede durante um escaneamento, e depois a ferramenta Medição manual do FloorLens mediu o mesmo trecho no escaneamento:

É um único teste, em um ambiente bem iluminado, de perto e com a parede livre. Ele mostra que, em boas condições de escaneamento, as medições tendem a ser bastante precisas, e não que todo escaneamento vai bater com a trena até o centímetro. Conte com alguns centímetros para mais ou para menos, e mais do que isso quando as condições acima jogam contra você.

Se as suas conferências baterem com margem de poucos centímetros, o restante do escaneamento feito do mesmo jeito normalmente também vai bater. Se não baterem, a causa quase sempre é uma das condições da seção anterior. O feedback de cobertura ao vivo do FloorLens sinaliza as áreas que precisam de mais uma passagem enquanto você ainda está no ambiente, que é o momento mais barato para corrigi-las.

Escaneamento LiDAR, app Medida ou trena a laser?

Eles resolvem problemas diferentes. O app Medida da Apple usa o mesmo sensor, mas dá uma distância por vez, e a própria Apple chama suas medições de aproximadas. Uma trena a laser também dá uma distância por vez, com muita precisão. Um escaneamento de ambiente com LiDAR dá todas as paredes, portas, janelas e pés-direitos de uma só vez, com margem de poucos centímetros, além de uma planta baixa e um modelo 3D que você pode compartilhar.

Para a maioria das casas, a combinação sensata é um escaneamento para o espaço inteiro e uma trena comum ou a laser para as duas ou três dimensões que precisam ser exatas. É assim que arquitetos e profissionais de reforma usam um escaneamento na primeira visita à obra: o escaneamento registra o estado atual em minutos, e as dimensões críticas são conferidas à mão. Para corretores de imóveis, o escaneamento sozinho costuma bastar, porque a planta de um anúncio serve para orientação, não para construção.

Se você está escolhendo um app, a comparação de apps de escaneamento 3D de ambientes para iPhone mostra quais usam LiDAR e quais reconstroem os ambientes a partir de fotos, uma técnica que funciona em qualquer celular, mas com outras vantagens e desvantagens. Para ver como fica um escaneamento pronto, leia como criar uma planta baixa a partir de um escaneamento LiDAR do iPhone.

Quando chamar um agrimensor

Um escaneamento com o celular é a forma rápida de conhecer um espaço bem o bastante para planejar, anunciar ou orçar. Ele não substitui uma medição profissional quando o número tem peso legal ou financeiro. Chame um agrimensor ou um profissional de medição habilitado quando:

• um contrato de compra e venda ou de locação informar uma área;
• uma avaliação, um financiamento imobiliário, um cálculo de imposto ou um pedido de aprovação de projeto depender do número;
• uma norma nacional definir como e por quem a área deve ser medida;
• você for fazer alterações estruturais.

Para tudo o que vem antes disso, o escaneamento que você faz em poucos minutos com o celular que está no seu bolso costuma ser preciso o suficiente, e você mesmo pode conferir isso com uma trena no tempo que leva para ler este parágrafo.

Perguntas frequentes

O LiDAR do iPhone é preciso o suficiente para uma planta baixa?

Sim, para anúncios de venda e aluguel, planejamento de móveis e orçamentos de reforma. Um escaneamento de ambiente costuma ter precisão de poucos centímetros ao longo do ambiente. Não é de padrão topográfico, então não serve para contratos, avaliações ou documentos oficiais.

Qual é a precisão do LiDAR do iPhone em centímetros?

Um estudo de 2021 publicado na Scientific Reports mediu o iPhone 12 Pro e o iPad Pro em cerca de ±1 cm em objetos maiores que 10 cm e cerca de ±10 cm em um trecho de 130 metros de falésia costeira. A precisão cai com a distância, por isso escaneamentos de ambientes, feitos de perto, saem melhores do que os de grandes áreas externas.

O que deixa um escaneamento LiDAR menos preciso?

A distância até a superfície, espelhos e vidros do chão ao teto, superfícies muito escuras, tetos fora do alcance do sensor, movimentos rápidos demais e escaneamentos muito longos. A Apple aponta espelhos, vidros, superfícies escuras e pés-direitos altos como os casos difíceis do RoomPlan, seu framework de escaneamento de ambientes.

Até que distância o LiDAR do iPhone consegue medir?

Até 5 metros. É o alcance informado pela Apple, e as leituras de profundidade que os apps recebem param em 5 metros, tanto pelo RoomPlan quanto pela profundidade do ARKit. A precisão também cai com a distância, então caminhe até as paredes mais distantes em vez de escaneá-las do outro lado do ambiente.

O iPad Pro é mais preciso que o iPhone com LiDAR?

O estudo de 2021 da Scientific Reports não encontrou diferença entre o iPhone 12 Pro e o iPad Pro em pontos emitidos, densidade de pontos ou distância focal. A forma como você escaneia importa mais do que qual dos dois aparelhos você usa.

Posso usar a área de um escaneamento feito com o celular em um contrato de compra e venda ou de locação?

Não. As áreas de um escaneamento feito com o celular são estimativas e não têm valor legal. Quando um contrato ou uma norma exige uma área certificada, contrate um agrimensor ou profissional de medição habilitado.