Die Anleitung zu den 3D Scanner: Was sind ihre Vorteile und Nachteile

05. 3. 2021

5. 2021, 10:00 | Noch von einigen Jahren die Technologie nur aus den Sci-fi Büchern kam heute zur üblicher Routine. 3D Scannen hat seinen unvertretbaren Platz nicht nur in der Archäologie, Medizin, sondern auch in der Entwicklung von Videospielen oder in der Geländemarkierung. Wir können schon unser Smartphone in einen 3D Scanner umwandeln. Mehr erfahren Sie in dem Artikel.

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Das 3D Scannen ist die Umwandlung eines dreidimensionalen Objektes in den digitalen Model., mit welchem man weiter arbeiten kann. Die digitale Scannen funktionieren wie das Muster für den dreidimensionalen Druck, sie werden zur Qualitätskontrolle (z.B. in der industrielle Produktion) oder zur digitale Archivierung (z.B. von historischen Statuen oder Objekten) benützt.

Daneben wird das 3D Scannen häufig in Vergnügungsindustrie (Animationen, Digitalisation von Objekten in die virtuelle Realität), oder in der Geodäsie benützt. In der Medizin setzen sie sich u.A. bei der Modelierung von Kieferknochen oder Gelenkersatzen.

Wie funktioniert das 3D Scannen?

Das Funktionieren des 3D Scanners geht von den zwei Basisprinzipen aus. Entweder nimmt die Linse der Kamera das vom Objekt abgestoßenes Licht auf (kontaktlose Scanner) oder erwerben sich die Informationen über das Objekt aus der Sonde , die die Oberfläche des Objektes überquert. (Kontaktscanner). Die erworbene Daten werden dann folgendermaßen durch die spezialisierte Software auf das digitalle Model übertragen.

Die Aufnahme von 3D Scanner ist rießengroß.: von kleinen Objekten (Münzen) bis zu rießigen Objekten - Autos, Gebäuden und sogar die Erdoberfläche oder Meeresboden.

Die Kontaktscanner

Bei dem Kontaktscannen wird das aufgenommene Objekt zur Unterlage befestigt. Das Scannen selbst sichert die Kugelsonde, empfindlich an die Tension, ihre aktuelle Position wird vom Scaner durch die CCM Technik (Coordinate Measuring Machine) festgestellt.

Die Kontaktscanner können:

  • befestigt sein auf dem mechanischen Arm, das von dem Mensch behoben wird (dies wird z.B. in den Animationsstudien genutzt),
  • Teil des robotischen Armes sein (automatisierte, wiederholende Prozesse in der industrielle Produktion),
  • Manuelle sein (die Nutzung im Terrain).

Die praktische Vorführung des robotischen Scanner und die Ausnützung des aufgenommenen Objektes beim Drechseln.

Der große Vorteil von Kontaktscanner ist, die problemlose Aufnahme auch von durchsichtigen und glänzenden Objekten, womit die traditionelle optische Techniken eine Reihe von Problemen haben. Das Kontaktscannen setzt sich auch in den gefärlichen Gebieten (z.B. mit dem Auftreten von den Gesundheitsschädlichen Chemikalien) oder in den Gebieten mit der schlechte Sichtbarkeit durch.

Der Nachteil von Kontaktscanner ist offenbar - Sie können mit ihnen nur schwierig die größere (und entfernte) Objekte scannen.

Die optische Scanner

Die optische Scanner sind ein günstiger Kompromiss zwischen dem Preis und Qualität des Scannen. Sie sind nicht so kostspielig wie die Laser- oder Kontaktscanner, auf der anderer Seite sind auch nicht so exakt. Sie nützen das natürlich abgestoßenes Licht, sie funktionieren prinzipiell auf die selbe Weise wie die Kamera oder die Augen.

Die Bedingung für das erfolgreiche optische (und laser) Scannen ist - ähnlich wie beim Fotografieren- der leere Raum zwischen der Linse und dem aufgenommenen Objekt.

Die einfachste optische Scanner haben eine Linse. Bei der Aufnahme durch die Methoden der Fotogrammetrie können Sie für das Scannen ihr eigenes Smartphone benützen. Das gescannte Objekt wird von verschiedenen Winkeln aufgenommen und die spezielle Applikation wird dann die Fotos in digitalen Model umwandeln. Die Datenbearbeitung verläuft, wegen den hohen Berechnungskosten, in dem Computer mir einer leistungstärke graphischer Karte).

Die Erkärung des 3D Scannes mit dem Smartphone

Für das grobe Modell ist die Aufnahme von zumindest 20 Bilder nötig. Die passende Qualität erreichen Sie schon mit 80 Fotos - es gilt, je mehr Fotos, desto exkater das Zielmodell wird.

3D Laserscanner

Die außerordentlich exakten Modelle kann man durch das Laserscannen erreichen. Die 3D Laserscanner werden deshalb häufig in der Industrie benützt, wo sie auf die Produktionsqualität aufpassen.

Die Laserscanner funktionieren auf dem ähnlichen Prinzip, wie die optische Leser - auch sie stellen das Zielmodell aufgrund des aufgenomennen Bildes zusammen. Der grundsätzliche Unterschied ist darin, dass sie das gescannte Objekt mit dem Laserstrahl aktiv beleuchten. Das von der Oberfläche abgestoßenes Licht nimmt die Kamera mit hoher Geschwindigkeit auf und das Zielmodell wird wieder von einer spezialisierter Applikation generiert.

Die billigere Laserscanner benützen das Punktlicht, die Geräte der höherer Qualität verlassen sich auf den Laserzeileabstand. (dieser liefert die bessere Ergebnisse zu).

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Das Laserscannen ist nicht von der außerlicher Beleuchtung abhängig und in den bestimmten Umstanden kann auch für die Ferne von Dutzenden Kilometer funktionieren. Dies wird bei den sogenannten LIDARen, optischen Radaren, die zur Aufnahme von Gebäuden, des Terrains oder des Meeresbodens benützt.

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