{"id":27146,"date":"2021-02-25T00:01:39","date_gmt":"2021-02-24T23:01:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=27146"},"modified":"2021-02-25T09:06:59","modified_gmt":"2021-02-25T08:06:59","slug":"fraunhofer-cultarm3d-3d-sanner-250220211","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/fraunhofer-cultarm3d-3d-sanner-250220211\/","title":{"rendered":"Fraunhofer entwickelt den als 3D-Scanner fungierenden Roboterarm CultArm3D"},"content":{"rendered":"

Die Fraunhofer-Gesellschaft<\/a> ist immer und immer wieder dank ihrer Erfindungen in aller Munde. Die weltweit f\u00fchrende Organisation f\u00fcr anwendungsorientierte Forschung betreibt in Deutschland derzeit 75 Institute und Forschungseinrichtungen, wobei dieses Mal das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Graphische Datenverarbeitung (kurz Fraunhofer IGD) einen gro\u00dfen Fortschritt erzielen konnte. Fraunhofer IGD entwickelte einen mobilen 3D-Scanner<\/a> namens CultArm3D, der auf Knopfdruck pr\u00e4zise 3D-Modelle von Ausstellungsst\u00fccken verschiedener Gr\u00f6\u00dfe anfertigen kann. Das Produkt – wie es der Name schon verr\u00e4t – soll vor allem in Museen f\u00fcr die Digitalisierung von Kulturg\u00fctern zum Einsatz kommen. Erfolgreich umgesetzt wurde dieses Projekt in Zusammenarbeit mit dem d\u00e4nischen Kamerafabrikanten Phase One.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"Fraunhofer

Bildnachweis: Fraunhofer<\/p><\/div>\n

Der Abteilungsleiter am Fraunhofer IGD, Pedro Santos, und sein Team besch\u00e4ftigen sich bereits seit vielen Jahren mit dem Thema gro\u00dfformatige 3D-Scan-Technologien und Digitalisierung von Kulturg\u00fctern. Warum Forschungen in diesem Bereich so wichtig sind, erkl\u00e4rt Herr Santos selbst: \u201e3D-Modelle<\/a> haben eine enorme Bedeutung f\u00fcr die Forschung und k\u00f6nnen helfen, Objekte und ihre Herkunft besser zu verstehen und ihre Eigenschaften zu analysieren. Sie sind aber auch die Grundlage f\u00fcr eine Visualisierung in Virtual- und Augmented Reality und bei der Erstellung farbechter physischer Repliken im 3D-Druckverfahren.<\/em>\u201c Au\u00dferdem k\u00f6nnen Wissenschaftler 3D-gedruckte Kulturg\u00fcter nach Belieben untersuchen und vergleichen, ohne in der Angst zu leben, das Original zu besch\u00e4digen – denn Ausstellungsst\u00fccke im Original sind oft alt, zerbrechlich und fragil. Aus diesem Grund wurde beim CultArm3D besonderer Wert auf die Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Scanobjekte gelegt. Beispielsweise rasten die Gelenke des Scanarms bei Stromfall umgehend ein.\u00a0<\/span><\/p>\n

Andere Eigenschaften, die der 3D-Scanner ebenso erf\u00fcllen musste, waren: Ergebnisse in h\u00f6chster Qualit\u00e4t und ein leicht zu bedienendes System. Wie konnte das erreicht werden?<\/p>

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Ausstattung des CultArm3D<\/h3>\n

Der CultArm3D ist mit einer Phase One iXG 100 Megapixel Kamera und den autonomen Scanalgorithmen des Fraunhofer IGD ausger\u00fcstet und durch speziell entwickelte Ringlichter f\u00fcr eine optimale Ausleuchtung erg\u00e4nzt. Dies erm\u00f6glicht den eigenst\u00e4ndigen Scan von Objekten aus allen Winkeln und eine hochwertige detaillierte 3D-Darstellung in k\u00fcrzester Zeit. Herausfordernd bei der Entwicklung war der Fakt, dass kein Objekt dem anderen gleicht, wobei Objekte mit anspruchsvollen Oberfl\u00e4chengeometrien, wie zum Beispiel gl\u00e4nzende oder reflektierende Objekte aus Gold und Bronze mit komplexen Hinterschneidungen, besonders anspruchsvoll waren. Es gelang jedoch, die Herausforderung zu meistern und das macht sogar den Einsatz von mattierendem Spray zur Erfassung der Geometrie bei reflektierenden Oberfl\u00e4chen \u00fcberfl\u00fcssig. Zudem minimiert (oder eliminiert) die Verwendung des CultArm3D manuelles post-processing der 3D-Modelle bei komplexen Objektgeometrien.\u00a0<\/span><\/p>\n

Eine einfache Bedienbarkeit<\/h3>\n

Der Betrieb des Scanarms soll unkompliziert sein und vom Museumspersonal selbstst\u00e4ndig durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Bei der ersten Einrichtung f\u00fchrt eine integrierte Software durch einen kurzen Kalibrierprozess, der nur einmalig durchgef\u00fchrt werden muss. Die Kulturg\u00fcter werden in der Mitte des mitgelieferten Drehtellers positioniert und auf Knopfdruck startet der Scanvorgang. Der Benutzer der Maschine kann nun ganz entspannt den Vorgang beobachten: Zuerst wird ein schneller Vorabscan durchgef\u00fchrt, um ein erstes grundlegendes Verst\u00e4ndnis der Gr\u00f6\u00dfe und Form des individuellen Objekts zu erhalten. Dann stellt eine dynamische Ansichtenplanung w\u00e4hrend des Scanprozesses sicher, dass alle f\u00fcr den Sensor sichtbaren Details des Objekts, mit der minimalen Anzahl von Bildern, in optimaler Sch\u00e4rfe und farbecht erfasst werden. Die dynamische Ansichtenplanung setzt ihre Arbeit so lange fort, bis die vom Benutzer definierten Qualit\u00e4tsziele hinsichtlich minimaler Abdeckung und Aufl\u00f6sung erreicht werden. Das fertiggestellte 3D-Modell kann anschlie\u00dfend in verschiedenen Formen ausgestellt werden: als hochaufgel\u00f6stes Video in 2D oder 3D, als 3D-Web-Modell, f\u00fcr Virtual- und Augmented Reality<\/a> Pr\u00e4sentationen oder als Druckdatei f\u00fcr einen 3D-Drucker.\u00a0<\/span><\/p>\n