3D Scannen – eine Vielzahl an Methoden und Technologien
Beim 3D Scannen wird ein reales Objekt in Bezug auf seine Form und Erscheinung abgescannt um mit Hilfe der gewonnenen Daten digitale 3D-Modelle davon erstellen zu können. Ein 3D-Scanner kann auf vielen unterschiedlichen Technologien basieren, je nach Können, Vorteilen und Kosten. Es gibt allerdings einige Schwierigkeiten beim Scannen dreidimensionaler Objekte. Die optische Technik kann zum Beispiel Probleme haben glänzende, reflektierende oder transparente Objekte zu scannen.
Die gesammelten dreidimensionalen Daten können in sehr vielen Bereichen angewendet werden. Vor allem im Bereich Entertainment wird die Technik häufig einsetzt um in Filmen oder Videospielen Fantasiefiguren real erscheinen zu lassen. Aber beispielsweise auch im Industriedesign, im Roboterbau, im Maschinenbau oder bei der Digitalisierung und Darstellung kultureller Artefakte ist 3D Scannen heute nicht mehr wegzudenken.
Der Zweck eines 3D Scans ist es normalerweise, ein dreidimensionales Modell zu erstellen. Dieses Modell besteht aus einer Reihe von geometrischen Mustern auf der Oberfläche des gescannten Objekts. Über diese Punkte wird dann die Form des Objektes erkannt und dargestellt. Manche Scanner können auch Informationen über die Farben eines Objektes sammeln und sie darstellen.
Die Geräte zum 3D Scannen sind Kameras sehr ähnlich. Sie besitzen eine kegelförmige Sicht und können genauso wie Kameras nur bei guten Lichtverhältnissen korrekt arbeiten. Kameras arbeiten allerdings über Farbinformationen, 3D Scanner hingegen sammeln Informationen über Abstände von Oberflächen. Das Bild, das ein 3D Scanner erzeugt, beschreibt also die Distanz zu einer Oberfläche in jedem Punkt auf dem Bild. So kommt es dazu, dass die dreidimensionale Position jedes Punktes eines Objekts identifiziert werden kann.
In den meisten Fällen reicht ein einzelner Scan nicht aus, um ein komplettes Modell eines Objektes zu erstellen. Manchmal sind hunderte von Scans nötig, um ein komplettes Modell zu erstellen. Die zahlreichen Scans werden dann in einem System gesammelt, das sie ergänzt und richtig zusammensetzt. Gerade bei teuren Bauteilen ist ein professioneller Scan durch eine Fachfirma wie Rolf Lenk Werkzeug- und Maschinenbau GmbH angebracht.
Die Technologien des dreidimensionalen Scannens können in zwei Arten unterteilt werden: solche mit und solche ohne Kontakt. Bei den Technologien ohne Kontakt gibt es aktive und passive Methoden.
Ein 3D Scan mit Kontakt funktioniert über die Berührung des Modells. Dazu muss das Modell fest fixiert werden, damit es nicht wackelt. Aktive 3D Scanner ohne Kontakt geben Strahlung oder Licht ab und erkennen die Form eines Objekts über die Reflexion. Die kontaktlose aktive Technologie kann über Licht, Ultraschall oder Röntgenstrahlen funktionieren. Beim passiven 3D Scannen werden die natürlichen Lichtreflexionen der Umwelt genutzt. Es gibt aber auch Technologien in diesem Bereich, die nicht mit natürlichem Licht, sondern zum Beispiel mit Infrarot arbeiten. Normalerweise sind diese passiven Methoden die günstigsten, weil keine spezielle Hardware nötig ist. Eine ganz einfache Digitalkamera reicht aus.
