3D-SCAN

Technisches Verfahren

Der 3D-Scan ist ein „bildgebendes Verfahren, bei dem aus Messgrößen eines realen Objektes ein Abbild visualisiert wird“ (q). Bei diesem Verfahren werden mit einem Scanner die dreidimensionalen Koordinaten eines Objektes erfasst und in eine „Punktwolke“ (1) im Computer umgesetzt. Diese Punktwolke wird zu einem Flächennetz (Mesh) verbunden.

Punktwolke
Punktwolke


Mesh
Mesh


Texturiertes Mesh
texturiertes Mesh


Dieses virtuell-dreidimensionale Mesh besteht im Ergebnis meist aus Dreiecken und kann u.a. mit diversen (Oberflächen-) Eigenschaften versehen -texturiert- und / oder in CNC-Daten konvertiert werden, woraus per Stereolithographie, oder mit CNC-gesteuerten Fertigungsinseln wiederum dreidimensionale reale Objekte hergestellt werden können. Es handelt sich also um eine Art computerisierten Abguss.

Anwendung

Der 3D-Scan wird in unterschiedlichen Bereichen angewandt: z.B. in Industrie und Ingenieurwesen zur Prototypenherstellung (rapid prototyping) und Rekonstruktion (reverse engineering), im Modellbau, in Denkmalpflege und Archäologie. Die Bild­erzeugung bei Computer- / Magnetresonanztomographie in der Medizin beruht auf einem ähnlichen Prinzip und wird ebenso zur Diagnostik wie zur Rekonstruktion in der plastischen Chirurgie verwendet. Kontrovers diskutiert werden derzeit insbesondere sicherheitstechnische Anwendungen in den Bereichen Identifizierung und Kontrolle bspw. unter dem Stichwort „Nacktscanner“.

Technische Probleme

Obwohl der 3D-Scan für sich genommen ein ausgereiftes und von den Herstellern ständig verbessertes Verfahren darstellt, unterlaufen bei seiner Anwendung spezifische Fehler, die in der Regel manuell nachgebessert werden müssen. So lassen sich bspw. die eingelesenen Koordinaten der Punktwolke durch den angewandten Algorithmus nicht immer zu einer homogenen Fläche verbinden, so dass das Mesh Löcher und Überlagerungen aufweist, die dann vom menschlichen Operator geschlossen oder aufgelöst werden müssen. Fehlerquellen sind z.B. die Bewegung des Objektes während des Scans, was besonders bei lebenden Objekten der Fall ist. Ähnlich wie beim Gipsabguss sind auch Kopf- und Körperbehaarung kaum auf einfache Weise durch den 3D-Scanner abzuformen.








1) Die Abbildungen dienen lediglich der Illustration der verwendeten Begriffe. Ein 3D-scan ist in der Regel wesentlich komplexer und enthält mehr Punkte als in der Darstellung.




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