Was muss ich beim 3D Scan von Personen beachten?

Artec Eva
Artec Leo
3D Scans von Personen kommen im medizinischen Bereich, in der Modeindustrie oder für CGI Produktionen zum Einsatz. Wir werden regelmäßig gefragt, was beim 3D Scan einer Person zu beachten ist - In diesem Beitrag zeigen wir Schritt für Schritt, wie der perfekte Personenscan entsteht.

Inhalt

3D Scan aus unserem Beispiel ohne und mit Textur.

Mit dem richtigen Know How lassen sich mit den Handscannern von Artec sehr detailgetreue Personenscans erstellen. Neben dem allgemeinen Vorgehen zeigen wir in diesem Beitrag unsere Tipps und Tricks für ein perfektes Ergebnis. Die Handscanner Artec Eva und Leo eignen sich für Personenscans am besten. Der Leo bietet durch den kabellosen Workflow noch eine höhere Mobilität, was den Scanprozess vereinfacht.

Mit dem Artec Eva lassen sich Personen gut erfassen.

Darauf sollten Sie vor dem Scan achten

  • Achten Sie auf ausreichende und möglichst gleichmäßige Beleuchtung. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn Sie die Textur des 3D Scans benötigen. Schatten oder starker Lichteinfall sollten vermieden werden.

  • Die zu scannende Person sollte keine Brille tragen, da die Brillengläser und die meisten Gestelle nicht gescannt werden können und für Artefakte in der Textur sorgen. Auch Uhren und glänzender oder transparenter Schmuck sollten vor dem Scan entfernt werden.

  • Die Position der zu scannenden Person muss für mehrere Minuten gehalten werden. Deshalb wählen Sie am besten eine möglichst angenehme Position, die über ein paar Minuten gehalten werden kann. Für einen einfachen Scanvorgang sind die Arme am besten an den Körper angelegt um Positionsänderungen während dem Scan zu vermeiden. Ähnliches gilt auch für die Hand bzw. die Finger. Diese sollten am besten zusammen liegen.

Der 3D Scan mit Artec Eva und Leo

Grundsätzlich macht es beim 3D Scan einer Person Sinn, sich von oben nach unten vorzuarbeiten und die Person zu umkreisen. Wir empfehlen dabei immer mit dem Gesicht anzufangen, da es dort am schwierigsten ist, die Position zu halten. Der Scan des Gesichts gelingt am besten, wenn die zu scannende Person einen Fixpunkt anvisiert. Der Fixpunkt sollte leicht oberhalb der Augenhöhe liegen, um den direkten Blick in die Belichtung des Scanners zu vermeiden. Das Gesicht kann in wenigen Sekunden vollständig gescannt werden. Währenddessen sollte die Person nicht blinzeln, damit sich die Form der Augenpartie nicht verändert. Vermeiden Sie es anschließend unbedingt, das Gesicht nochmal zu erfassen. Dies würde bei einer leicht veränderten Mimik zum Versatz innerhalb des Scans führen.

Links: Das Gesicht kann in einer Bewegung erfasst werden. Rechts: Vermeiden Sie es, das Gesicht erneut zu scannen. Dies kann bei veränderter Mimik zu einem Versatz im Scan führen.

Nach dem Scan des Gesichts empfehlen wir den Wechsel auf die Rückseite, um die Haare mit Schulterpartie und Teile des Rückens aufzunehmen. Für den Scan der Haare sollten auch Aufnahmen von möglichst weit oben entstehen, damit dort keine Details fehlen. Dabei müssen als Referenz immer andere Bereiche wie die Schultern, Ohren oder der Nacken im Sichtfeld bleiben. 

Nach dem Scan des Gesichts empfehlen wir den Wechsel auf die Rückseite der Person.

Anschließend wechseln wir wieder auf die Vorderseite, um den Oberkörper von vorne zu erfassen. Dabei sollten einzelne Merkmale wie die Arme an einem Stück erfasst werden. Bei Bereichen mit Hinterschneidungen wie den Armen oder den Fingern ist es wichtig, den Winkel des Scanners so anzupassen, dass dieser alle Bereiche gut erfassen kann. Wir arbeiten uns weiter von oben bis unten vor und wechseln immer wieder zwischen Vorder- und Rückseite, bis wir die Person ganz erfasst haben.

Zusammenhängende Merkmale wie die Arme sollten an einem Stück erfasst werden.

Datenverarbeitung in Artec Studio für Personenscans

Die Bearbeitung der Scandaten in Artec Studio ist nach dem Import der Scandaten für beide Handscanner identisch und folgt immer dem selben Schema:

1. Datenimport (Nur Artec Leo)

Beim Artec Leo importieren wir zuerst die Daten vom Gerät und führen, wenn vorhanden, direkt die Berechnung der hochaufgelösten HD-Daten durch. Beim Eva sind die Daten bereits in Artec Studio und können nach der HD-Rekonstruktion, direkt weiterverarbeitet werden.

2. Scan bereinigen

Bei der Bearbeitung sollten zunächst alle Bereiche entfernt werden, die nicht zum eigentlichen Personenscan gehören. Im Regelfall ist das nur der Boden, der mit dem Löschwerkzeug “Auswahl der Unterlage” mit einem Klick entfernt werden kann. Das Werkzeug erreichen Sie über die Registerkarte “Editor” -> “Lösch-Werkzeug”

Bei Personenscans muss in der Regel nur der Boden entfernt werden.

3. Globale Registrierung

Anschließend wird der Algorithmus “Globale Registrierung” durchgeführt. Das Bedienfeld erreichen Sie über die Registerkarte “Werkzeuge”.

Ausführung des Algorithmus „Globale Registrierung“.

4. Fusionierung

Für die anschließende Fusion nutzen wir bei Personenscans die “Weiche Fusionierung” für möglichst natürliche Ergebnisse. Je nach Anwendungszweck sollte dafür individuell die Fusionsauflösung gewählt werden. Für die meisten Anwendungen ist eine Auflösung zwischen 1.5 und 2 mm ausreichend. Wenn die Rechenzeit keine Rolle spielt, können auch höhere Auflösungen verwendet werden.

Für 3D Scans von Personen sollte die weiche Fusionierung verwendet werden.

5. Netzvereinfachung

Für die Reduzierung empfehlen wir bei einem 3D Scan einer Person die “Schnelle Netz-Vereinfachung” mit einer Zielpolygonanzahl von unter 1. Million. Dadurch gehen zwar einige Details verloren, die Datenmenge ist aber wesentlich geringer und für einen skalierten 3D-Druck mehr als Ausreichend

Falls die Rechenzeit keine Rolle spielt und eine Reduzierung so wenig wie möglich Detailverlust verursachen soll, empfehlen wir die “Netzvereinfachung nach Formabweichung”. Diese Art der Reduzierung nur in Bereichen, in denen kein großer Detailverlust entsteht.

Links: Vor der schnellen Netz-Vereinfachung. Rechts: Nach der schnellen Netz-Vereinfachung.

6. Textur auftragen

Im letzten Schritt kann wenn benötigt noch die Textur aufgetragen werden. Wählen Sie dazu die Registerkarte „Textur“ in der Seitenleiste.

Unsere Empfehlung für die Parameter der einzelnen Algorithmen

In der folgenden Tabelle haben wir unsere Empfehlung für die Parameter der einzelnen Prozess-Algorithmen aufgelistet. Wir unterscheiden dabei zwischen dem Fokus auf einen schnellen Prozess und die maximalen Qualität des 3D Scans.

Algorithmusschneller Prozess*hoher Detailgrad*
HD Modus?nur bei schwierigen Haaren 
– Frequenz der HD-Frames: ¼
– Dichte der HD-Daten: ≤ 4x
Ja
– Frequenz der HD-Frames: ¼
– Dichte der HD-Daten: 4x
Globale RegistrierungStandardwerte ⟲– Key-Frame-Verhältnis: 0.3
Weiche Fusionierung– 3D-Auflösung: 2
– Löcher füllen: Alle (wasserdicht)
– 3D-Auflösung: 0.7
– Löcher füllen: Alle (wasserdicht)
Filter für kleine Objekte– Oberflächen entfernen: Alle außer dem größten Objekt– Oberflächen entfernen: Alle außer dem größten Objekt
VereinfachungMethode: Schnelle Netzvereinfachung
– Polygonanzahl: 900.000 (ohne Trennzeichen eingeben)
Methode: Netzvereinfachung
– Ziel bei der Vereinfachung: Formabweichung
Fehler: 0.01
*nicht erwähnte Werte = Standard ⟲

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