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Erstellung von 3D Scans mit Autodesk 123D Catch und einer Rotationsplattform

Grundsätzliches

Die Erstellung von 3D Scans mit Autodesk 123D Catch ist sehr einfach:

  • Objekt aus verschiedenen Perspektiven fotografieren
  • Fotografien in 123D Catch laden
  • 3D Rekonstruktion starten
  • Fertig ist das 3D Objekt!

Noch einfacher ist die Erstellung von 3D Scans mit einer Rotationsplattform.

Die Rotationsplatform hat gegenüber "manuellen Fotografien" aus verschiedenen Blickwinkeln folgende Vorteile:

  • Einfache Handhabung: Objekt auf Rotationsplattform stellen, Scannen, fertig
  • Gleichmäßige Rotationswinkel und gleichbleibender Kamera-Abstand
  • Definierte Beleuchtung (falls man mit einer beleuchteten "Scan-Kiste" arbeitet)

Praxis

Soweit die Theorie, aber wie sieht es in der Praxis aus?

Fotografien, die mit Rotationsplatform erstellt wurden, liefern in 123D Catch leider keine, oder nur unbrauchbare Ergebnisse.

Typische Reaktionen von 123D Catch sind Meldungen wie "The application was unable to create your Photo Scene ..." und

"... your images appear to be taken from the same physical location ...".

Wie wahr ... ein cleverer Algorithmus!

Der Algorithmus, der in 123D Catch die 3D Rekonstruktion durchführt, geht offenbar von bestimmten Bedingungen aus.

Die Schlußfolgerungen aus unseren Experimenten sind:

  • These 1: 123D Catch sucht nach Kanten im Bild
  • These 2: 123D Catch orientiert sich an Schatten im Bild

Gesucht sind also Tipps und Tricks, wie man den Algorithmus von 123D Catch überlisten kann, wenn man mit einer Rotationsplattform arbeitet.

Tipp 1: Keine Kanten im Hintergrund

Hinter/unter der Rotationsplattform sollten keine Kanten der "Scan-Kiste" zu sehen sein.

Das kann durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

  • Große "Scan-Kiste" benutzen
  • Kamera nahe am Objekt platzieren, so daß wenig Hintergrund zu sehen ist
  • Verstecken von Kanten durch eine Hohlkehle (so wie das auch die Fotografen machen) z.B. aus Fotokarton
  • Möglichst einfarbiger Hintergrund in dunkler Farbe (dunkelblau, dunkelgrau, schwarz)


Scan-Kiste mit Hohlkehlen aus Fotokarton


Scan-Ergebnis mit verdeckten Kanten

Tipp 2: Strukturierte Rotationsplattform

Dieser Tipp stammt aus dem 123D Catch Forum: Die Fläche auf der das Scanobjekt steht, ist für 123D Catch offenbar die wichtigste Referenzfläche.

Die Rotationsplattform sollte daher eine möglichst auffällige Strukturierung haben.

Je auffälliger die Struktur der Rotationsplatform, desto mehr Orientierungspunkte bekommt der Algorithmus in 123D Catch.

Pragmatischer Tipp: einfach ein Stück Zeitung auf die Rotationsplattform kleben.

Tipp 3: Beleuchtung auf der Rotationsplattform

Klingt komisch ist aber so: man sollte wirklich auf der Rotationsplattform eine kleine Lampe montieren, die das Scanobjekt beleuchtet.

Grund: durch die Lampe wirft das Scanobjekt einen Schatten, der von 123D Catch für die 3D Rekonstruktion gebraucht wird.

In unseren Versuchen war eine simple LED (konstruiert nach dem Prinzip eines LED Throwies) ausreichend um einen Objektschatten zu erzeugen.

Nachteil dabei: je nach Montage der LED-Halterung ist die Halterung für manche Drehwinkel im Bild.

Der Tipp bedeutet gleichzeitig: ist in der "Scan-Kiste" eine Beleuchtung montiert, so sollte diese Beleuchtung

eine diffuse Umgebungsbeleuchtung sein. Nur die Lichtquelle auf der Rotationsplattform sollte einen klaren Schatten werfen.


Das Scan-Objekt hat seine Lichtquelle praktischerweise selbst mitgebracht und hält sie auch noch in der Hand

Tipp 4: Hohe Kameraposition

123D Catch kommt offenbar nicht mit einem zu flachen Kamerawinkel klar. 

Wir haben gute Scanergebnisse erhalten, wenn die Kameraposition in einem Winkel von 35 Grad oberhalb des Objekts positioniert war.

Wir vermuten allerdings, dass auch Winkel von 34 oder 36 Grad gut funktionieren sollten. (smile)

Fazit

Man kann auch mit 123D Catch 3D Scans mit einer Rotationsplattform herstellen - man muß nur wissen wie!


Ein erfolgreicher 123D Catch 3D Scan!

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