Projekteilnehmer:Projekteilnehmer:

Ertas MutluErtas Mutlu

Önal KenanÖnal Kenan

Was ist 3D Scanning?Was ist 3D Scanning?

Ist ein Verfahren zur Ist ein Verfahren zur berührungslosen dreidimensionale berührungslosen dreidimensionale

Erfassung von Objekten.Erfassung von Objekten.

AnwendungsgebieteAnwendungsgebiete

• Reverse EngineeringReverse Engineering• 3D Visualisierung3D Visualisierung• Cloud-to-CAD-VergleichCloud-to-CAD-Vergleich• Prototypen-BauPrototypen-Bau• 3D Modelle3D Modelle• ArchäologieArchäologie• ArchitekturArchitektur

• Film & FernsehenFilm & Fernsehen

• Computer SpieleComputer Spiele

• BildungBildung

• IndustriedesignIndustriedesign

• MedizinMedizin

• Multimedia & WebdesignMultimedia & Webdesign

• ForschungForschung

• AnimationAnimation

ApplikationenApplikationen

3D Scanning wird überall dort 3D Scanning wird überall dort eingesetzt, wo die tatsächliche eingesetzt, wo die tatsächliche Form eines Gegenstandes nicht Form eines Gegenstandes nicht

bekannt ist und geprüft oder bekannt ist und geprüft oder visualisiert werden muss.visualisiert werden muss.

Reverse EngineeringReverse Engineering

Hier wird ein vorhandenes Produkt Hier wird ein vorhandenes Produkt gescannt, dessen genaue gescannt, dessen genaue

geometrische Form nicht bekannt ist, geometrische Form nicht bekannt ist, um eine 3D-Darstellung für die um eine 3D-Darstellung für die Weiterentwicklung zu erhalten.Weiterentwicklung zu erhalten.

3D-Visualisierung3D-Visualisierung

Um ein Gegenstand besser in 3D Um ein Gegenstand besser in 3D visualisieren zu können muss das visualisieren zu können muss das

Gegenstand gescannt werden.Gegenstand gescannt werden.

Cloud-to-CAD-Cloud-to-CAD-VergleichVergleich

Vergleich einer Datenwolke, welche Vergleich einer Datenwolke, welche die tatsächliche Geometrie eines die tatsächliche Geometrie eines

Gegenstands in 3D darstellt, mit seiner Gegenstands in 3D darstellt, mit seiner durch ein CAD-Modell vorgegebenen durch ein CAD-Modell vorgegebenen

Soll-Geometrie Soll-Geometrie

Prototypen-BauPrototypen-Bau

Die Festlegung der endgültigen Die Festlegung der endgültigen Geometrie eines Bauteils erfolgt erst Geometrie eines Bauteils erfolgt erst nach der Entwicklung eines nach der Entwicklung eines akzeptablen Prototyps. akzeptablen Prototyps.

3D-Modelle3D-Modelle

Hier werden nicht funktionale Modelle Hier werden nicht funktionale Modelle in einen 3D-Computer übertragen.in einen 3D-Computer übertragen.

Wie arbeitet ein Laser Wie arbeitet ein Laser Scanner?Scanner?

•Ein Objekt, dass sich auf einem drehenden Tisch Ein Objekt, dass sich auf einem drehenden Tisch befindet, wird mit Laserstrahlen „beschossen“befindet, wird mit Laserstrahlen „beschossen“

•Mit Hilfe einer Kamera wird der Auftreffpunkt des Mit Hilfe einer Kamera wird der Auftreffpunkt des Laserstrahls aufgenommen und somit wird das Laserstrahls aufgenommen und somit wird das 3D-Objekt berechnet3D-Objekt berechnet

ObjekterfassungObjekterfassung• Erfassung der Umrisse einer Oberfläche mittels Erfassung der Umrisse einer Oberfläche mittels

„Dreieck Laser Umrechnung“ ( Tringulation)„Dreieck Laser Umrechnung“ ( Tringulation)

• Projizierung des Laserstrahles auf eine Projizierung des Laserstrahles auf eine dreidimensionale Oberflächedreidimensionale Oberfläche

• Errechnung des ObjektprofilsErrechnung des Objektprofils

Toter Winkel am ObjektToter Winkel am Objekt

• Um eine korrekte „Tringulation“ zu ermöglichen, muss Um eine korrekte „Tringulation“ zu ermöglichen, muss die Kamera das Objekt von der Seite aus beobachtendie Kamera das Objekt von der Seite aus beobachten

• Wenn bestimmte Bereiche für die Kamera nicht Wenn bestimmte Bereiche für die Kamera nicht sichtbar sind, so muss eine zweite Kamera auf der sichtbar sind, so muss eine zweite Kamera auf der anderen Seite des Lasers angebracht werdenanderen Seite des Lasers angebracht werden

Tiefe Einschnitte und enge Tiefe Einschnitte und enge RäumeRäume

Falls trotz allem Probleme auftreten, Falls trotz allem Probleme auftreten, dann muss das Objekt in mehrere dann muss das Objekt in mehrere

Teilobjekte zerlegt werdenTeilobjekte zerlegt werden

RandrotationRandrotation

• Der Laserstrahl erzeugt Der Laserstrahl erzeugt eine rote Flächeeine rote Fläche

• Die Kamera errechnet den Die Kamera errechnet den

MittelpunktMittelpunkt

• Problem entsteht, wenn Problem entsteht, wenn die beleuchtende Fläche die beleuchtende Fläche am Rand liegt und somit am Rand liegt und somit wird der Mittelpunkt falsch wird der Mittelpunkt falsch errechneterrechnet

Lösung des ProblemesLösung des Problemes

• Alle Ecken werden gelöscht und durch ein Alle Ecken werden gelöscht und durch ein einfaches Loch ersetzteinfaches Loch ersetzt

• Die Ränder werden dadurch wieder zu Die Ränder werden dadurch wieder zu EckenEcken

3D Scanning im 3D Scanning im HausgebrauchHausgebrauch

1. Zu allererst wird 1. Zu allererst wird das zu scannende das zu scannende Objekt mit dem Objekt mit dem Line-Scan Die Line-Scan Die "belichtet" und mit "belichtet" und mit einer gängigem einer gängigem Digitalkamera Digitalkamera photografiert.photografiert.

2. 2. Dann müssen die Dann müssen die grauen Linien mit grauen Linien mit roten Linien roten Linien nachgezeichnet nachgezeichnet werden (1 Pixel breit). werden (1 Pixel breit). Es ist darauf zu achten, Es ist darauf zu achten, dass sich keine Linien dass sich keine Linien überschneiden oder überschneiden oder eine Linie eine Linie unterbrochen wird.unterbrochen wird.

3.Anschließend wird das 3.Anschließend wird das Bild nach zwei Farben Bild nach zwei Farben separiert (rot + separiert (rot + schwarz)schwarz)

4.Dann das eigentliche 4.Dann das eigentliche Gesicht auswählen, Gesicht auswählen, andere Bildteile andere Bildteile ausschneiden ,weiß als ausschneiden ,weiß als Fordergrund- und Fordergrund- und schwarz als schwarz als Hintergrundfarbe Hintergrundfarbe auswählen. auswählen.

5.die roten Linien 5.die roten Linien müssen nun wieder müssen nun wieder schwarz eingefärbt schwarz eingefärbt werden und bis zum werden und bis zum Seitenrand des Bildes Seitenrand des Bildes verlängert werden. verlängert werden. Wiederum ist darauf zu Wiederum ist darauf zu achten, dass sich keine achten, dass sich keine Linien überschneidet Linien überschneidet oder eine Linie oder eine Linie unterbrochen wird.unterbrochen wird.

6.Das "fertige" Bild nun in Digi 6.Das "fertige" Bild nun in Digi Art 3D öffnen (unter Scan Art 3D öffnen (unter Scan Menu) und Create Menu) und Create auswählen.auswählen.

7.Das Bild ist nun fertig. 7.Das Bild ist nun fertig. Man hätte durchaus noch Man hätte durchaus noch das Urbild ohne die Streifen das Urbild ohne die Streifen scannen können (auf scannen können (auf Verschiebungen achten) um Verschiebungen achten) um dem Model noch eine dem Model noch eine Textur zuzuweisen.Textur zuzuweisen.

QuellenverzeichnisQuellenverzeichnis

• http://http://www.hs-bremen.dewww.hs-bremen.de//indind/3d-scanning.html/3d-scanning.html

• http://www.rsi.gmbh.de/hls_d.htmhttp://www.rsi.gmbh.de/hls_d.htm

• http://www.perceptron.com/germanperceptronweb/http://www.perceptron.com/germanperceptronweb/htmlframes/3dscanningoverview.hmlhtmlframes/3dscanningoverview.hml

• http://www.callidus.de/de/3dscan.htmlhttp://www.callidus.de/de/3dscan.html

• http://www2.inf.fh-rhein-sieg.de/mi/lv/mf/ws98/stud/http://www2.inf.fh-rhein-sieg.de/mi/lv/mf/ws98/stud/mt/3d-scan/3d_scanning.htmlmt/3d-scan/3d_scanning.html

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