Von der Punktwolke zum 3D-Druck
Objektrekonstruktion mit RGB und Tiefenkamera, Mesh-Processing und Druckvorbereitung

Scanner-Technologien

Unstrukturierte Objekte wie Reliefs oder Skulpturen werden heute als 3D-Punktwolken registriert. Die Geometrie wird als Mesh bezeichnet und nähert die Oberfläche durch Dreiecksmaschen an. Die radiometrische Information kann durch RGB-Farbwerte aufgezeichnet werden. Es sind folgende Scan-Technologien zu unterscheiden:

Auswahlkriterien für die anzuwendende Methode sind die Objektgestalt, das Meßvolumen, die Zugänglichkeit, Licht- und Oberflächeneigenschaften, die geforderte Genauigkeit und letztlich auch eine effiziente Datenerfassung unter Berücksichtigung des Budgets.

Laserscanning deckt ein großes Messvolumen von 1-1000 m mit einer Genauigkeit im Millimeter- bis Zentimeterbereich ab. Kombinationen von Laserlicht und RGB-Kameras erfassen Entfernungen von nahezu 0 bis zu einigen Metern und können extrem hohe Genauigkeiten bis zu wenigen Micrometern erzielen. Time-of-Flight Kameras zeichnen sich durch eine hohe Framerate aus, erzielen aber eine geringe Auflösung. Für die natürliche Gestensteuerung konzipiert sind die Tiefenkameras von Primesense. Modellvarianten sind bekannt als ASUS Xtion oder MS Kinect. Im Einsatz als 3D-Scanner liegt die Framerate dieser Kameras bei 30 fps mit einer Messdistanz von 0,4 bis zu einigen Metern. Die Genauigkeit der Tiefe liegt in der Größe eines Zentimeters. Die flexibelste Method der Aufnahme stellt die Photogrammetrie dar. Im Bereich Computer Vision ist das hier zu betrachtende Verfahren als Structure from Motion bekannt. Reichweite und Genauigkeit sind abhängig von Kameraparametern und Aufnahmeanordnung.

Bildnachweis:
Oben links CamCube Time-of-Flight Kamera
Oben rechts Structured Light Scanner Breukmann
Rechts oben Faro Laserscanner