Lösungen für 3D-Scanning

Wie Artec 3D die Ukraine unterstützt

Wie funktioniert das 3D-Scannen mit strukturiertem Licht?

25. Nov. 2022
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ZUSAMMENFASSUNG

Um wirklich zu verstehen, wie einige der weltbesten 3D-Scanner Objekte aller Größen und Komplexitäten erfassen, müssen wir zunächst einen genaueren Blick darauf werfen, wie strukturiertes Licht funktioniert. In diesem einfach zu lesenden Artikel erfahren Sie zudem, welche Vorteile strukturiertes Licht gegenüber anderen Technologien wie KMG-Maschinen und CGI-Photogrammetrie hat. Anschließend gehen wir auf einige potenziell schwierige Oberflächen für 3D-Scanner mit strukturiertem Licht ein.

ARTEN VON SCANNERN
Tischscanner, Handscanner, drahtlose Handscanner
ANWENDUNGEN
Reverse Engineering, Gesundheitswesen, Inspektion, Archäologie, Forensik, CGI
KATEGORIEN DER OBJEKTGRÖSSE
XS (<90×60×60 mm), S (5-20 cm), M (20-50 cm), L (50-200 cm), XL (>200 cm)

Einführung

Structured light 3D scanning

Bevor wir uns damit befassen, wie 3D-Scanner mit strukturiertem Licht Objekte mit so unglaublicher Geschwindigkeit und Genauigkeit erfassen können, müssen wir zunächst verstehen, was strukturiertes Licht eigentlich ist.

In der Praxis ist strukturiertes Licht ein genau kalibriertes Muster aus weißem oder blauem Licht, das ein 3D-Scanner auf das zu scannende Objekt abstrahlt. Normalerweise besteht dieses Muster aus einer Reihe paralleler Linien, Streifen oder einem Gitter.

Wenn das strukturierte Licht auf die Oberfläche des Objekts trifft, wird das Lichtmuster verzerrt, sobald es auf Kurven, Vertiefungen oder Erhebungen fällt.

Structured light 3D scanning

Der Projektor des Scanners (links) strahlt weißes Licht aus, das durch ein Gitter hindurch in der Mitte in Linien oder Streifen strukturiert wird. Je dicker die Balken des Gitters und je weniger Platz zwischen ihnen ist, desto schmaler sind die Lichtlinien am „Ausgang“. Die ansonsten geraden Linien werden verzerrt, wenn sie auf die gekrümmte Oberfläche der Vase treffen.

Während dies geschieht, nimmt die Kamera des Scanners Bild für Bild die verzerrten Lichtmuster auf, während die Scansoftware die Muster analysiert und sie verwendet, um alle Oberflächen des gescannten Objekts in digitalem 3D genau zu rekonstruieren.

Je nach Größe des gescannten Objekts und je nachdem, wie lange Sie es gescannt haben, kann Ihr 3D-Scanner allein in einem einzigen Scandurchgang Dutzende, Hunderte oder sogar Tausende von Bildern erfassen.

Umwandlung von reflektiertem Licht in hochauflösende 3D-Modelle

Die Mustererkennungs- und Rekonstruktionsalgorithmen der Scansoftware verstehen, dass ein stellenweise breiterer oder schmalerer Lichtstreifen bedeutet, dass diese Punkte auf der Oberfläche näher bzw. weiter von der Kamera entfernt sind, während andere Formen und Strukturen durch unterschiedliche Arten von Verformungen in den strukturierten Lichtmustern bestimmt werden.

Einige 3D-Scanner verfügen auch über eine zusätzliche Kamera, welche die Textur eines Objekts-erfasst. Im 3D-Scannen und –Modellieren bezeichnet die Textur die Farben eines Objekts und andere sichtbare Oberflächenmerkmale.

Structured light 3D scanning

Nachdem die Bilder erfasst worden sind, werden sie in ein 3D-Modell umgewandelt. Wenn die Texturbilder während des Scannens erfasst wurden, werden sie anschließend auf das 3D-Modell „gemappt“, wodurch der Weg zu einem endgültigen 3D-Modell, das nahezu identisch mit dem realen Original aussehen und dessen Dimensionen widerspiegeln kann, vorgezeichnet wird.

Bei einem tragbaren 3D-Scanner wird der Scanner in die Hand genommen und um das Objekt herumbewegt, während das strukturierte Licht des Scanners aus verschiedenen Winkeln und Positionen auf die Oberfläche des Objekts strahlt und so eine riesige Menge präziser Oberflächendetails erfasst (einige Scanner erfassen jede Sekunde Millionen von Oberflächendatenpunkten!). Sie können auch einen Drehtisch verwenden, um kleinere Objekte zu drehen und sie von allen Seiten zu scannen, wobei Sie Ihren Handscanner beständig ruhig halten.

Bei einem stationären stationären Strukturlicht-Scanner, zum Beispiel Artec Micro, wird das zu scannende Objekt einfach auf eine kleine Scanplattform gestellt, woraufhin der Scanner automatisch die komplette Arbeit macht. Der einzige Eingriff, der erforderlich ist, besteht darin, das Objekt umzudrehen und alle zuvor verborgenen Oberflächen erfassen zu lassen.

Structured light 3D scanning

Von der Haarfeder bis zum Kieferknochen eines Wals: über die Objektgröße

Eine unbestreitbare Stärke von 3D-Scannern mit strukturiertem Licht liegt in ihrer Fähigkeit, winzige oder auch riesige Objekte kontaktlos zu erfassen. Einige Geräte erreichen eine Genauigkeit von bis zu 10 Mikrometern – weniger als die Hälfte der Größe eines weißen Blutkörperchens!

SCHLÜSSELPUNKT

Wenn Sie ständig mit einer bestimmten Art oder Größe von Objekten arbeiten, wählen Sie am besten einen Scanner, der für diese Aufgabe ausgelegt ist!

Structured light 3D scanning

Zwar lassen sich mit einzelnen Scannern unglaublich präzise digitale Kopien von einer Vielzahl von Objekten erstellen, doch wenn Sie hauptsächlich mit einer bestimmten Objektgröße arbeiten, sollten Sie einen speziellen Scanner, der für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet ist, in Betracht ziehen.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie müssen regelmäßig winzige Uhrenteile scannen, darunter Federn, Zahnräder, Räder und Juwelen. In diesem Fall sollten Sie ernsthaft über einen Desktop-basierten Strukturlicht-Scanner wie Artec Micro, mit dem Sie sehr einfach ein Teil nach dem anderen einscannen können, nachdenken. Das Gleiche gilt für sehr kleine Teile aus der Luft- und Raumfahrt, wie etwa alte CNC-gefräste Ventile, Gewindebolzen und Schalter. Handelt es sich hingegen um ein größeres Objekt, zum Beispiel einen Menschen, benötigen Sie wahrscheinlich keine Genauigkeitswerte, die einem Siebtel der Breite eines menschlichen Haares entsprechen. Was noch größere Objekte angeht, so können hochwertige 3D-Scanner mit strukturiertem Licht auch diese Aufgabe mühelos bewältigen.

Geschwindigkeit und Portabilität

Wenn Ihr Arbeitsablauf die digitale Erfassung von Menschen oder Tieren jeglicher Art umfasst, benötigen Sie eine Lösung, die schnell scannt – denn wenn sich Ihr Objekt bewegt, kann dies leicht zu einem falsch ausgerichteten Scan führen, der nach dem Scannen nur mühsam korrigiert werden kann. In diesem Fall sollten Sie unbedingt die FPS-Erfassungsrate (Bilder pro Sekunde) des von Ihnen ausgewählten Scanners prüfen. Je höher, desto besser, es sei denn, Sie arbeiten mit Objekten, von denen Sie sicher sind, dass sie sich nicht bewegen werden.

Ein Beispiel für einen 3D-Scanner, der auf hohe Geschwindigkeit, größtmögliche Mobilität und kompromisslose Genauigkeit ausgelegt ist, ist der kabellose handgeführte Scanner Artec Leo, der eine Bildrate von bis zu 80 FPS und eine Datenerfassungsgeschwindigkeit von bis zu 35 Millionen Punkten/Sekunde bietet.

Structured light 3D scanning

Wenn Sie eine 3D-Scannerlösung mit strukturiertem Licht bewerten möchten, sollten Sie sich eine Vorführung ansehen und den Scanner bei der Erfassung genau der Objekte, mit denen Sie arbeiten werden, beobachten. Oder noch besser: Probieren Sie es selbst aus! Achten Sie dabei genau darauf, wie einfach (oder schwierig) es ist, das Objekt einzurichten und zu scannen sowie die resultierenden Scans zu verarbeiten.

Vorteile von strukturiertem Licht gegenüber anderen Technologien

Es gibt einen Grund dafür, dass 3D-Scanner mit strukturiertem Licht für Tausende von Anwendern weltweit seit Jahren die bevorzugte Technologie sind. Eigentlich gibt es dafür zahlreiche Gründe. Im Folgenden werden wir die am meisten anerkannten Stärken aufzeigen sowie einige Bereiche, in denen diese Vorteile am stärksten zum Tragen kommen.

Kein Kontakt Bei zahlreichen Objekten ist eine berührungslose Messung (CMM) oder Photogrammetrie mit Zielmarken nicht möglich. Zum Beispiel ist das der Fall, wenn Sie mit archäologischen Unikaten, Museumsstücken oder wertvollen Gegenständen aus Privatsammlungen arbeiten.

Strukturiertes Licht ermöglicht es, derartige Objekte in ihrer Gesamtheit mit einer Genauigkeit im Submillimeterbereich zu erfassen, und das meist mit sehr wenig oder gar keinem Kontakt. Man braucht nur einen Blick auf die Forensik oder die Archäologie zu werfen: In diesen Bereichen müssen die meisten Objekte an Ort und Stelle gescannt werden, und zwar genau so, wie sie gefunden wurden, da so die Unversehrtheit des Objekts und der umgebenden Szenerie gegeben bleibt. Dadurch wird das Risiko einer Beschädigung durch Berührung, und sei sie noch so gering, auf ein absolutes Minimum reduziert.

Hohe Geschwindigkeit Wenn Sie ein Projekt unter Zeitdruck abschließen müssen, ist das Letzte, was Sie wollen, dass Ihre Werkzeuge der Aufgabe nicht gewachsen sind. Was mit herkömmlicher Photogrammetrie, einer CMM-Maschine oder manuellen Messwerkzeugen einen ganzen Tag dauern kann, lässt sich mit einem 3D-Scanner mit strukturiertem Licht oft in nur ein oder zwei Stunden erledigen.

Structured light 3D scanning

Ein weiterer Grund, warum es wichtig ist, eine Hochgeschwindigkeitslösung zu haben, ist, wie bereits kurz erwähnt, dass einige Objekte dazu neigen, nicht länger als ein oder zwei Sekunden still zu stehen, wie das zum Beispiel bei Menschen der Fall ist. Und wenn etwas Derartiges passiert, können sich neben den bereits erwähnten Ausrichtungsfehlern auch die erfassten Formen des gescannten Objekts ändern, was zu frustrierenden Ergebnissen führen kann.

Hervorragende Genauigkeit Anders als bei altbewährten Messmethoden wie Messschiebern und Linealen oder CMM-Maschinen können Sie mit strukturiertem Licht Ihren 3D-Scanning-Workflow insgesamt straffen und das gesamte Objekt oder die gesamte Szenerie erfassen – und nicht nur einzelne Punkte und lineare Abschnitte einer Oberfläche.

In der realen Welt bestehen die Produkte, Teile und andere Arten von Objekten, mit denen wir arbeiten, normalerweise aus zahlreichen Oberflächen und Millionen von möglichen Datenpunkten zwischen den wenigen ausgewählten Punkten, die normalerweise für die Messung ausgewählt werden. Für das 3D-Scannen mit strukturiertem Licht bedeutet dies, dass Sie alles mit Submillimetergenauigkeit erfassen und so eine umfassende, hochpräzise digitale Aufzeichnung Ihres Objekts oder Ihrer Szenerie erhalten.

Vollkommen sicher für den Menschen Strukturiertes Licht wird schon seit Jahren in verschiedenen Bereichen des Gesundheitswesens eingesetzt. Es wurde ausgiebig getestet und medizinisch für den Einsatz an und in der Umgebung von allen möglichen Menschen, von kleinsten Kindern bis zu den gebrechlichsten Senioren, geprüft und zugelassen, und das in Krankenhäusern, Schulen, Unternehmen oder anderswo.

Structured light 3D scanning

Im Gegensatz zu CT-Scannern, die Strahlung einsetzen, um die Oberflächen und inneren Geometrien von Objekten zu erfassen, hat sich strukturiertes Licht in der Praxis bewährt, so dass es als ungefährliche und effektive Scantechnologie erster Wahl gelten kann.

3D-Scannen mit strukturiertem Licht und zwei Arten der Photogrammetrie

Die Photogrammetrie für CGI und künstlerische Arbeiten erfordert zwar keinen speziellen 3D-Scanner und kann auch so zur Erstellung von 3D-Modellen mit beeindruckenden Texturen verwendet werden, sie hat aber auch ihre Nachteile, von denen der offensichtlichste die womöglich fehlende Genauigkeit ist.

Wie wir im nächsten Abschnitt erkunden werden, gibt es noch eine andere Art von Photogrammetrielösung für Projekte, bei denen die Anforderungen an die Genauigkeit eine messtechnisch einwandfreie Leistung erfordern. Im weiteren Verlauf dieses Abschnitts werden wir uns jedoch auf die konventionelle Photogrammetrie, die bei CGI-Teams und 3D-Modellierern beliebt ist, konzentrieren.

Aufgrund der langsamen und langwierigen Aufnahmevorgänge bei der CGI-Photogrammetrie schließt dies, wie bereits erwähnt, den Einsatz für die Erfassung von Personen fast vollständig aus – denn jede Bewegung während des Scannens beeinträchtigt die endgültige Genauigkeit und Ausrichtung des Modells erheblich.

Und zeitkritische Projekte kommen ebenfalls nicht in Frage. Dies gilt für die meisten Arten von Qualitätsprüfungen in der Fertigung, bei denen zuverlässige, präzise Ergebnisse, die innerhalb von Minuten geliefert werden, ein entscheidender Faktor zur Vermeidung von Engpässen in der Lieferkette sind.

Hinzu kommt, dass diese Art der Photogrammetrie einen leistungsstarken Computer erfordert, um alle Bilder zu verarbeiten, die in die Hunderte, wenn nicht Tausende gehen können.

Ein weiteres Problem der künstlerischen Photogrammetrie ist, das erst spät Ergebnisse sichtbar werden. Im Grunde wissen Sie erst nach der Verarbeitung Ihrer Bilder, ob Sie Ihr Objekt vollständig erfasst haben oder nicht. Und dann könnte es schon zu spät sein.

Ein passendes Beispiel hierfür liefert die Archäologie, wo Artefakte und Fossilien, die auf einer Expedition oder bei einer abgelegenen Ausgrabung gefunden werden, nicht von ihrem Standort entfernt werden können oder sollten.

Eine messtechnische Synergie: 3D-Scannen + metrologische Photogrammetrie

Eine der neueren digitalen Erfassungslösungen, die nicht nur in der Metrologie Wellen schlägt, ist ein spezielles Photogrammetrie-Kit, das Sie in Ihrem 3D-Scan-Workflow verwenden können: DPA-Photogrammetrie. Im Gegensatz zur CGI-Fotogrammetrie ist diese Lösung nicht nur unglaublich genau, sondern erfordert auch keine stundenlange Bearbeitung, um Berge von Fotos zusammenzufügen.

Structured light 3D scanning

In Synergie mit dem 3D-Scannen wird DPA-Photogrammetrie nur ganz am Anfang des Prozesses eingesetzt, um die genauen physischen Abmessungen eines Objekts oder einer Szenerie zu erfassen, bevor diese dann in Form einer extrem (bis zu 10 Mikrometer) genauen Punktwolke an die 3D-Scansoftware weitergegeben werden.

Anschließend scannen Sie einfach das, was Sie gerade fotografiert haben, in 3D. Durch die Zusammenführung des resultierenden 3D-Polygonnetzes des Scanners mit der photogrammetrischen Punktwolke weist das anschließende 3D-Modell ein außergewöhnliches Maß an Genauigkeit und Auflösung auf und eignet sich ideal für ein breites Spektrum von Projekten mit messtechnischem Anspruch.

Beliebte Anwendungen für das 3D-Scannen mit strukturiertem Licht

Reverse Engineering von alten Teilen und Baugruppen

Viele Unternehmen sind heutzutage mit Situationen konfrontiert, in denen sie ältere Geräte reparieren oder sogar ersetzen müssen. Dabei stellen sie oft fest, dass der ursprüngliche Hersteller die benötigten Modelle entweder nicht mehr anbietet oder das Geschäft mittlerweile ganz aufgegeben hat. Wenn Sie in solchen Fällen die auszutauschenden Teile mithilfe einer 3D-Scannerlösung mit strukturiertem Licht selbst nachbilden, können Sie potenziell viel Geld und unzähligen Arbeitsstunden sparen. In Anbetracht der Zeit und des Fachwissens, die für die manuelle Vermessung und das mühsame Zeichnen dieser Teile in CAD erforderlich sind, kann ein tragbarer 3D-Scanner Gold wert sein.

Dokumentation von archäologischen, kulturellen und historischen Artefakten

Structured light 3D scanning

Für Museen und Forscher auf der ganzen Welt bieten 3D-Scanner mit strukturiertem Licht die Möglichkeit, sämtliche Oberflächendetails selbst der wertvollsten Objekte zu erfassen, ohne diese Artefakte und Fossilien selbst Gefahren auszusetzen. Vielleicht müssen Sie präzise digitale Archivkopien von prähistorischen Steinwerkzeugen, einer mittelalterlichen Burgmauer oder dem Schädel eines menschlichen Vorfahren aus der Urzeit zu erstellen. In jedem Fall ist es wichtig, dass diese Objekte möglichst wenig berührt werden, um Beschädigungen zu vermeiden.

Erstellung ultra-realistischer, vollfarbiger CGI- und Spezialeffekte

Die Verwendung des 3D-Scannens mit strukturiertem Licht zur Erstellung naturgetreuer Computergrafiken für Film, Fernsehen und Spiele ist inzwischen zum Industriestandard geworden. Mit einem tragbaren 3D-Handscanner wie Artec Leo ist es ein Leichtes, ein Set oder ein Studio zu besuchen und dort digitale Doppelgänger von Schauspielern, Requisiten und sogar ganzen Szenen zu scannen, zu verarbeiten und einzufügen – und dies nur wenige Minuten nach dem Scannen.

Körpermaße für perfekt sitzende Kleidung

Structured light 3D scanning

Wenn es darum geht, den menschlichen Körper genau zu vermessen, wird man mit Maßbändern nicht weit kommen. Hier ist das 3D-Scannen mit strukturiertem Licht seinem analogen Vorgänger weit überlegen. Vor allem mit einem schnellen, handgeführten 3D-Scanner ohne störende Drähte oder Kabel können Sie sich problemlos um eine Person herumbewegen und sie in wenigen Minuten aus allen Winkeln digital erfassen. Auf diese Weise erhalten Sie präzise Messungen, um die Sie selbst der penibelste Schneider beneiden würde.

Optische Messung und Inspektion in Fertigungsstraßen

Structured light 3D scanning

Eines der Hauptanliegen vieler Hersteller bei der Inspektion eines Produkts ist es, Abweichungen in der physikalischen Struktur genau zu erkennen und zu quantifizieren, ohne das Produkt selbst dabei zu beschädigen. Im Gegensatz zu physikalischen Messlösungen wie Messschiebern, Mikrometern und sogar CMM-Maschinen besteht bei einem 3D-Scanner keine Gefahr, dass Sie eine Oberfläche einritzen, verkratzen oder verformen. Und in Ihrer 3D-Scansoftware können Sie alle vorhandenen Fertigungsabweichungen mit einer definitiven Genauigkeit im Submillimeterbereich visuell bestätigen lassen.

Potenzielle Schwächen von Strukturlicht-Scannern

Bevor Sie Entscheidungen über neue Technologien treffen, ist es wichtig, ihre relativen Stärken und möglichen Schwächen zu kennen. In dieser Hinsicht hat strukturiertes Licht weit mehr von den ersteren als von letzteren. Dennoch gibt es einige Bedingungen, unter denen bestimmte 3D-Scanner mit strukturiertem Licht an ihre Grenzen stoßen können.

Übermäßige Bewegung des Objekts während des Scannens

Wenn ein handgeführter 3D-Scanner mit strukturiertem Licht ein Objekt erfasst, wird erwartet, dass das zu scannende Objekt entweder stillsteht oder sich kontrolliert bewegt, etwa wenn es auf einer Drehscheibe gedreht wird.

Structured light 3D scanning

Zwar sind alle 3D-Scanner mehr oder weniger mit denselben Einschränkungen konfrontiert, doch hängen die Ergebnisse letztendlich stark von der FPS-Erfassungsrate Ihres Scanners ab. Wenn sich beispielsweise entweder das Objekt oder der Scanner zu stark bewegt, kann der Scanner die Spur verlieren. Bei einem Scanner mit strukturiertem Licht und einer sehr hohen FPS-Rate dürfte dies jedoch kaum ein Problem darstellen.

Schwierig zu erfassende Oberflächen für 3D-Scanner und Photogrammetrie

Es gibt verschiedene Arten von Oberflächen, deren Erfassung für 3D-Scanner und CGI-Photogrammetrie oft eine Herausforderung darstellt. Das heißt aber nicht, dass es unmöglich ist, diese zu scannen. Mit der richtigen Vorbereitung und einem hochwertigen 3D-Scanner können Sie Ihre Chancen auf digitalen Erfolg deutlich erhöhen.

Sehr dunkle Oberflächen: Obwohl diese Art von Oberflächen nicht sehr häufig vorkommt, gibt es sie doch, und sie können leicht so viel strukturiertes Licht absorbieren, dass das Muster nicht richtig zur Kamera des Scanners zurückreflektiert wird. Wenn Sie einen Scanner mit in der Software benutzerdefinierbaren Empfindlichkeitseinstellungen haben, können Sie während der Scanvorschau versuchen, die Empfindlichkeit des Scanners zu erhöhen, bis die Oberfläche für den Scanner deutlich sichtbar wird.

Hochreflektierende Oberflächen, z. B. Chrom oder andere glänzende Metalle: Wenn strukturiertes Licht auf solche Oberflächen trifft, kann es einfach in unvorhersehbare Richtungen abprallen, so dass es für die Kamera des Scanners technisch unmöglich ist, genaue Bilder der verzerrten Lichtmuster zu erfassen. In einem solchen Fall können Sie mit dem Scannen in verschiedenen Winkeln und Entfernungen zum Objekt experimentieren. Manchmal reicht es aus, den Scanner neu zu positionieren und den Winkel so einzustellen, dass Sie nicht direkt senkrecht zum Objekt scannen. Auf diese Weise kann sich das strukturierte Licht allmählich ausbreiten, anstatt direkt in die Kamera zurückgeworfen zu werden.

Glasige, klare oder halbtransparente Oberflächen: Wenn das strukturierte Licht eines Scanners direkt durch das Material hindurchgeht oder auf dem Weg dorthin gestreut wird, kann es nicht zur Kamera zurückgeworfen werden und die tatsächliche Oberflächengeometrie erfassen. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, diese Oberflächen so zu behandeln, dass sie strukturiertes Licht reflektieren, anstatt es zu absorbieren und/oder zu streuen. Ein DIY-Ansatz könnte darin bestehen, Maisstärke oder Babypuder auf das zu scannende Objekt zu streuen. Es gibt auch einige hochwertige Mattierungssprays, die nach einigen Minuten oder spätestens nach einigen Stunden verschwinden.

Haarige und pelzige Oberflächen: Wenn strukturiertes Licht auf solche Materialien trifft, kann das Licht in verschiedene Richtungen reflektiert werden, und die Kamera des Scanners ist in der Regel nicht in der Lage, genug von dem Lichtmuster zu erfassen, um die tatsächliche Oberflächengeometrie des Objekts zu erkennen. Genau wie bei dunklen Oberflächen sollten Sie die Empfindlichkeitseinstellung Ihres Scanners sehr hoch einstellen, damit der Scanner die feine Geometrie der Haare erkennen kann. Und wenn Sie einen Scan eines Kopfes durchführen, sollten Sie darauf achten, dass Sie „von Ohr zu Ohr“ scannen, indem Sie den Scanner nach oben in Richtung Scheitel und über den Scheitel auf die andere Seite des Kopfes bewegen. Es ist auch hilfreich, wenn Sie den Nacken und die Schultern so weit wie möglich im Blickfeld des Scanners halten, damit die Scansoftware diese Merkmale als Referenz erfasst.

Structured light 3D scanning

Sehr dünne Objekte (oder Abschnitte von Objekten): Das Problem besteht darin, dass die Oberfläche nicht ausreichend groß ist, um von dem strukturierten Licht beleuchtet zu werden und es in ausreichender Menge an die Kamera des Scanners zurück zu reflektieren. Wenn der Scanner beispielsweise versucht, die dünne Kante eines Objekts zu erfassen, kann es sein, dass die Oberfläche nur wenige Millimeter breit ist (oder noch weniger). In vielen Fällen kann diese Hürde überwunden werden, indem einfach ein farbiger oder gemusterter Hintergrund in das Sichtfeld des Scanners eingefügt wird. Das kann einfach ein Blatt Papier mit Text und/oder geometrischen Formen und Mustern direkt hinter dem dünnen Objekt/der dünnen Oberfläche, die Sie scannen, sein.

Vertiefte Oberflächen und tiefe Hinterschneidungen: Hier ist relativ unerheblich, wie gut der Scanner ist, wobei mit einem Handscanner sämtliche Bereiche leichter zu erreichen sind. Wenn aber das strukturierte Licht einen Abschnitt oder einen Teil des zu erfassenden Objekts oder der zu erfassenden Szenerie nicht erreichen und dann nicht zur Kamera des Scanners zurückgeworfen werden kann, kann der Scanner ihn einfach nicht „sehen“. Doch das bedeutet, dass er nicht erfasst wird. Einige Scanner sind in dieser Hinsicht besser als andere. Eine der effektivsten Lösungen für diese Art von schwer zugänglichen Oberflächen ist KI-gesteuerte Scansoftware, die eine Vielzahl von Teilmerkmalen in Scans visuell erkennt und diese Oberflächen in hochauflösendem Farb-3D digital rekonstruiert.

Structured light 3D scanning

Fazit

Wie aus dem obigen Überblick ersichtlich, bietet uns die 3D-Scantechnologie mit strukturiertem Licht heute mehr denn je einen schnellen, nutzerfreundlichen, genauen und effektiven Ansatz zur Erfassung von Objekten und Szenerien unterschiedlicher Größe und Komplexität. Da Schulen und Universitäten auf der ganzen Welt in immer größerer Zahl 3D-Scanlösungen einsetzen, sieht die Zukunft in der Tat rosig aus, und zwar nicht nur für den Bildungsbereich, sondern auch für viele andere Branchen, einschließlich Fertigung, Forensik, Gesundheitswesen und Forschung.

Inhaltsverzeichnis
GESCHRIEBEN VON:
matthew-mcmillion

Matthew McMillion

Technologiereporter