3Digify: 2 Kameras + Beamer + Software = 3D-Scanner

Zwei handelsübliche Kameras und ein Beamer - mehr Hardware braucht es nicht, um einen 3D-Scanner zu bauen. Es fehlt dann nur noch eines: eine Software, um die Daten aufzuzeichnen. Diese heißt 3Digify und wurde von Johannes Köhler und Tobias Nöll von der Technischen Universität (TU) in Kaiserslautern entwickelt. Die Entwickler stellen sie bei der Cebit 2015 am Gemeinschaftsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9, Stand D23) vor.

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Die Software 3Digify ermöglicht es, mit zwei Kameras und einem Beamer 3D-Scans zu erstellen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Der Aufbau besteht aus zwei Kameras - hier sind es zwei digitale Spiegelreflexkameras (DSLR) -, die in einem gewissen Abstand voneinander aufgestellt und an einen Computer angeschlossen sind. Wenn ein Objekt gescannt wird, projiziert der Beamer eine Reihe von Streifenmustern auf dem Objekt. Die Kameras nehmen das Bild auf, und die Software berechnet aus der Verformung der Streifen die Geometrie des Objekts.

Nutzer dreht Objekt

Ist der Scan aus einer Perspektive abgeschlossen, erscheint eine Meldung der Software auf dem Bildschirm. Der Nutzer dreht das Objekt, damit es aus einer anderen Perspektive gescannt werden kann. Im Normalfall reichten sechs bis acht Scans sowie je einer für die Ober- und die Unterseite aus, sagte Köhler Golem.de. Die Software montiert aus den verschiedenen Ansichten dann ein 3D-Modell.

"Der Vorteil für den Anwender ist, dass er den Scanner selbst zusammenbauen kann und dadurch die Qualität und den Preis von dem Scanner selbst bestimmt", sagt Köhler. Denn die Auflösung des Scans wird durch die Kameras bestimmt. Sprich: Je höher die Auflösung des Bildsensors, desto feiner der 3D-Scan.

Bessere Kamera macht besseren 3D-Scan

Köhler zeigt das an drei Beispielen: der gleiche Bildausschnitt einer chinesischen Löwenstatue,, der mit verschiedenen Kameras aufgenommen wurde. Die Webcam kann feinere Details kaum erfassen. Die Ergebnisse der höherwertigen DSLRs hingegen seien schon im Bereich professioneller Scanner, die für Privatkunden im Normalfall zu teuer seien.

Die Kameras sollten identisch sein. Das liegt an der Verarbeitung der Bildinformationen auf dem Sensor, die sich von Hersteller zu Hersteller und teilweise auch von Modell zu Modell unterscheidet. Sollen verschiedene Kameras verwendet werden, muss das System von Hand kalibriert werden.

Kameras werden von größerem Objekt abgerückt

Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu einem handelsüblichen 3D-Scanner: Diese Geräte können nur Objekte bis zu einer bestimmten Größe scannen. Soll mit 3Digify ein größeres Objekt gescannt werden, werden einfach die Kameras weiter von dem Gegenstand weg positioniert. Oder es kann ein Objektiv mit einer kleineren Brennweite eingesetzt werden. Die Software erkenne Verzerrungen und könne diese ausgleichen, sagen die Entwickler.

Eine 3D-Datei ist 10 bis 20 MByte groß. Sie kann aus der Software auf das 3D-Portal Sketchfab hochgeladen werden - eine entsprechende Anbindung ist in der Software vorhanden. Das interaktive 3D-Modell kann dann in eine Website eingebettet werden. Das 3D-Modell kann aber auch mit einer Software bearbeitet oder auf einen 3D-Drucker ausgegeben werden, der das gescannte Objekt dann aufbaut.

Köhler und Nöll wollen die Software voraussichtlich Mitte des Jahres 2015 bereitstellen. Über ein Geschäftsmodell denken sie noch nach. Eine Möglichkeit sei, Privatnutzern die Software mit einigen Grundfunktionen kostenlos anzubieten. Für weitere Funktionen müssten sie dann einen geringen Betrag bezahlen.