Industrielle 3D-Messtechnik

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3D Produktvisualisierung aus Digitalisierdaten 
ATOS
 
Messsysteme: ATOS
 
Keywords: Texturierte 3D-Modelle, Interaktive Betrachtung, Animationen
 
Hochwertige Produkte werden heute oft als dreidimensionale Darstellungen im Internet, in CD-ROM-Katalogen, als Messe-Highlights und auch bei internen Präsentationen virtuell präsentiert.

Bei der interaktiven Betrachtung wird durch Drehen und Zoomen ein bleibender Eindruck vom Produkt erzeugt. Die Interaktion führt zu einer emotionalen Bindung zwischen Betrachter und Produkt bzw. Marke.

Erstellung der Präsentation

Die Erzeugung hochwertiger, texturierter 3D-Modelle von vorliegenden Objekten erfordert eine Kombination verschiedener Technologien:

  • Digitalisierung der Form des Modells (ATOS)
  • Bearbeitung der Messdaten (Glättung, Datenreduktion in ATOS-Software)
  • Aufnahme der Farbinformation
  • Verknüpfung der 3D-Daten mit der Farbinformation
  • Einbindung des 3D-Modells in eine Präsentation

Für die Digitalisierung wird bei Trimetric 3D Service GmbH ein ATOS eingesetzt, um die Objektgeometrie zu erfassen und in einem hochwertigen Datensatz abzubilden. Nach dem Digitalisieren werden die Messdaten in der ATOS-Software zu einem feinen Polygonnetz aufgearbeitet, gefiltert und entsprechend der Zielanwendung ausgedünnt.
 
Screenshot
Abb. 1: Screenshot einer Präsentation im Macromedia Shockwave Format. (Interaktive Präsentation, 518 kB, Shockwave Plugin erforderlich)
 
Scan3D-ModellDetailansicht
Abb. 2: Scan des Objekts, Datenaufnahme mit dem ATOSAbb. 3: 3D-Modell des ObjektsAbb. 4: Detailansicht, hier: 700.000 Polygone
 
Zusätzlich werden Digitalfotos des Objekts aufgenommen, die auf die Oberfläche des virtuellen Modells aufgebracht werden sollen. Aus ihnen wird die Farbinformation, die sogenannte Textur, generiert. Anhand von übereinstimmenden Merkmalen in den Bildern und der Form wird die Bildinformation auf die Form gemappt.

Das Ergebnis ist eine hochwertige, fotorealistische Darstellung des Objekts, die der Betrachter drehen und zoomen kann, um die interessanten Seiten des Objekts zu sehen. Besonders wichtig ist, neben der genauen Digitalisierung und der detaillierten Texturaufnahme, ein genaues Aufbringen der Textur, sodass höchsten Anforderungen entsprochen wird.

Weiterverarbeitung

Das Datenvolumen lässt sich in Abhängigkeit vom geplanten Einsatzgebiet steuern. Parameter, die zur Steuerung eingesetzt werden können, sind die Auflösung der Geometrie (Anzahl der Polygone) und die Qualität und Größe der Textur. Die Daten liegen in Form von Dreiecksnetzen mit zugehöriger Textur (UV-Mapping) vor. Es lassen sich unterschiedliche Formate erzeugen um diese Information zu transportieren und in nachfolgende Prozesse zu integrieren.

Anwendungsgebiete

  • Einsatz in Animationssoftware
    Als Dateiformat eignet sich OBJ (Alias Wavefront) durch seine breite Unterstützung besonders gut. Es lassen sich hochqualitative Renderings für Printmedien und für Filmsequenzen generieren.
  • Internetanwendung
    Im Internet werden mittlerweile über die reine Visualisierung hinaus Verknüpfungen mit Links aus dem Modell heraus, Steuerung eines Modells mit Elementen aus der Webseite oder Sound eingesetzt. Es werden spezielle Programme zur Betrachtung, die meist als Plugin oder OCX für einen Internet Browser ausgelegt sind, eingesetzt. Zum Beispiel kann eine dreidimensionale Animation zu einer interaktiven Bedienungsanleitung ausgebaut werden. Komplexe technische Geräte können so interaktiv mit allen Details und Funktionsweisen vorgeführt und erklärt werden.
  • Einbindung in eine Bildschirmpräsentation
    Auch eine Einbindung in eine Bildschirmpräsentation ist möglich. So lassen sich 3D-Modelle für hochwertige interne Präsentationen oder Vorführungen direkt beim Kunden einsetzen.
  • Weitere Einsatzgebiete
    Virtual Reality-Anwendungen, Spiele, Bildschirmschoner, Mitarbeiter- / Vertriebsschulungen, Werbepräsentation, Digitale Kataloge etc.

Vorteile der dreidimensionalen Produktanimation

  • Dargestellte Produkte werden "greifbar", sie lassen sich zoomen, drehen und animieren.
  • Der Betrachter hält das Objekt virtuell "in der Hand" und erfährt das Produkt interaktiv. Dies führt zu einer emotionalen Bindung: der "Spieltrieb" wird geweckt und damit das Interesse am Produkt.
  • Effiziente Wissensvermittlung bei komplexen Produkten und Prozessen durch 3D-Echtzeitvisualisierung bzw. -animation
  • Schnelle und klare Informationsvermittlung
  • Hohe Verweildauer und Kundenbindung

Das vorliegende Beispiel wurde von der Firma Trimetric 3D Service GmbH für eine interne Präsentation der Firma Marc GmbH erstellt. Weitere Beispiele finden sich auf der Website der Trimetric GmbH im Demo-Bereich.
 
Texturaufnahmen werden auf die Geometriedaten aufgebracht
Abb. 5: Texturaufnahmen werden auf die Geometriedaten aufgebracht
 
Wir danken der Firma Trimetric 3D Service GmbH für die Zusammenarbeit.
  
 

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