Der folgende Beitrag ist nicht gesponsert, sondern eine Zusammenfassung meiner eigenen Erfahrungen, die ich mit dem Cyberglobe sammeln konnte. Es ist also kein richtiger Test, sondern meine persönliche Meinung.

ZUM FAZIT

Der Cyberglobe

Die Firma books2net ist seit Jahrzehnten ein Eckpfeiler der Digitalisierung und Hersteller hochwertiger Scanner-Hardware. Zusammen mit Dr. Clauß Bild- und Datentechnik GmbH wurde der Cyberglobe als All-in-One-Lösung zur digitalen Objekterfassung entworfen.

Der Globe selbst besteht aus einer Kunststoffhalbkugel, die als Bildhintergrund und Diffusor dient, einem Kameraarm und einer Objekträger-Einheit.

Am Kameraarm ist eine Digitalkamera auf einem Schlitten montiert, die diesen während der Aufnahme von oben nach unten in mehreren Stationen abfährt. Zusätzlich befinden sich vier festmontierte LED-Lichtquellen am Arm, die das Objekt gleichmäßig und farbecht ausleuchten.

Die Objekträger-Einheit im Zentrum des Globe rotiert um ihre eigene Achse und bietet Platz für eines oder mehrere Objekte auf einer transparenten Fläche. Diese ist bis zu 25 kg belastbar und dabei relativ dünn, um die Lichtbrechung bei Aufnahmen von der Unterseite möglichst gering zu halten.

Um unerwünschte Lichtreflexionen des Objektträgers und des zu scannenden Objektes zu minimieren, kommt ein überraschend guter zirkulärer Polfilter auf der Kamera zum Einsatz. Die Lichtquellen selbst sind nicht gefiltert, wodurch keine Kreuzpolarisierung erfolgen kann. Allerdings wäre dies auch schlecht möglich, da der weiße Hintergrund und die vier festen Lichtquellen diesen Vorgang stark erschweren würden.

Direkt am Arm befindet sich eine kleine Steuereinheit, um die Anzahl der Aufnahmen, Aufnahmepositionen und Kameraeinstellungen einzustellen. Die Steuereinheit besitzt einen Programmspeicher, um gut funktionierende Aufnahmemodi für weitere Objekte abzuspeichern.

Der Globe kann die Bilder rein auf der Kamera speichern oder direkt auf eine via USB angeschlossene Workstation zur Prozessierung übermitteln.

Zwar ist das Gerät mit 45 kg nicht gerade ein Fliegengewicht, kann jedoch leicht mit zwei Personen in wenigen Minuten aufgebaut und einsatzbereit gemacht werden. Liegend passt es in fast jeden Kofferraum eines Mittelklassefahrzeugs und ist damit hochmobil.

Cyberglobe 3D-Scanner Erfahrung

Aufnahmeprozess

Scanverwaltung via Software

Zusammen mit der Hardware wird auch ein von books2net entwickeltes Programm ausgeliefert, das das Scannen von Sammlungen erleichtern soll. In diesem kann über ein einfaches Interface für jedes Objekt ein Listeneintrag oder besser gesagt ein Projekt angelegt und der aktuelle Stand der Bearbeitung schnell erkannt werden.

Die Ordnerstruktur der Basisbilder, Prozessdaten und fertigen Modelldaten wird automatisch angelegt und verwaltet, sodass über einen Arbeitstag hinweg viele Objekte erfasst und anschließend über Nacht die Modellberechnungen durchgeführt werden können.

Dafür greift die Software auf Reality Capture zurück, um die Modelle automatisiert zu verarbeiten.

Scannereinrichtung und Bildaufnahme

Das zu scannende Objekt wird auf dem Objekträger platziert und an der Kamera werden die Fokussierung und die Ausrichtung des Polfilters eingestellt. Anschließend wird entweder ein bereits erstelltes Aufnahmeprogramm ausgewählt oder eine manuelle Aufnahme- und Kamerapositionierung eingestellt.

Je nach Größe des Objektes können verschiedene Skalierungshilfen mit auf dem Objektträger positioniert werden.

Während der Aufnahme werden die Bilder direkt in die books2net-Software übertragen und sortiert abgelegt.

Modelle

Während der Scansession, an der ich teilnehmen konnte, haben wir eine Reihe unterschiedlicher Objekte digitalisiert und das Team von Books2net hat mir freundlicherweise die aufgenommenen Rohbilder der Modelle zum Selbstprozessieren zur Verfügung gestellt.

Hausmodell aus glasierter Keramik

Das bemalte und glasierte Hausmodell haben wir ausgewählt, da es starke radiale Symmetrien aufweist, unterschiedlich glänzende Bereiche auf der Oberfläche besitzt und einen schwer zugänglichen Hohlraum auf der Unterseite besitzt.

Es wurden 224 Bilder aufgenommen und mit Reality Capture prozessiert.

Für diesen Testlauf kamen nur auf der Kamera konvertierte Jpeg-Aufnahmen zum Einsatz. Der Cyberglobe trägt eine Reihe von Farbkalibrierungskarten. Die Rohbilder, die ich hier prozessiert habe, sind unkalibriert, daher die leicht merkwürdige Farbe.

Das entstandene Modell selbst würde ich als eine stabile Standardqualität bezeichnen. Feine Oberflächendetails werden im 3D-Modell umgesetzt, die Textur ist gleichmäßig und scharf über das komplette Modell.

Einzig im Bereich der Tür, an der sich komplexere Unterschnitte befinden, sind einige Artefakte zu erkennen, die manuell bereinigt werden müssten. Der Innenraum des Modells konnte während der Aufnahme nicht ausgeleuchtet werden und ist dadurch nicht vom Algorithmus rekonstruiert worden, sondern mit einer flachen Ebene geschlossen worden. Dies hätte man auf einem manuellen Rig durch Neupositionieren des Objektes besser aufnehmen können.

Die Aufnahmedauer der 224 Bilder betrug 21 Minuten. Das ist eine relativ gute Zeit, da aus sieben verschiedenen Kamerahöhen Aufnahmen gemacht wurden. Während dieser Zeit lief die Maschine komplett automatisch und benötigte keine weitere Betreuung. Ob diese 21 Minuten reichen, um sinnvolle Aufgaben zu erledigen, sei einmal dahingestellt.

Bastdose mit Deckel

Für die Bastdose mit Deckel wurden 336 Bilder aufgenommen,. Dafür benötigte der Cyberglobe 30 min. Es wurden sowohl die Dose mit aufgesetztem Deckel erfasst als auch die Dose und der Deckel separat.

Das automatische RealityCapture-Script hatte zum Aufnahmezeitpunkt noch einige Probleme, alle Bilder in einer einzelnen Komponente zusammenzufassen. Dies liegt trotz der enthaltenen Kalibrationspunkte vorwiegend an der annähernden radialen Symmetrie des Objektes.

Fehler wie diese kamen zum Testzeitpunkt immer wieder vor, wurden aber laut books2net mittlerweile behoben.

Die matte Oberfläche der Dose ließ sich aber detailliert und sauber erfassen. Einzig der Schatten unter dem Deckel ist ein wenig störend und würde in einem manuellen Set-up nicht erfasst werden.

Silex-Artefakte

Mit einer Reihe verschiedener Silex-Artefakte wollten wir die Möglichkeit testen, mehrere einzelne Objekte gleichzeitig zu erfassen. Dazu haben 4 unterschiedlich große Silexartefakte gemeinsam auf den Objekträger gelegt und die Erfassung gestartet.

Nach 224 Aufnahmen (20 min) war die direkte Erfassung abgeschlossen und die Prozessierung in der Fotogrammetriesoftware begann.

Alle 4 unterschiedlichen Objekte wurden gleichzeitig sauber digitalisiert. Natürlich mussten diese 4 Objekte in Reality Capture voneinander isoliert werden, bevor die Texturierung durchgeführt wurde. Ohne diese Isolierung hätten sich alle 4 Objekte eine UV und eine Oberflächentextur geteilt. Dadurch wäre viel Qualität der Texturen verschenkt worden. Dies erfordert ein wenig manuelle Nacharbeit, ist aber schnell und leicht erledigt.

Fazit

Der Cyberglobe ist eine angenehme All-in-one-Lösung, die sich leicht auch von Anfängern bedienen lässt.

Der Standard, den die automatische Software ohne manuelle Eingriffe erzeugt, ist auf einem mittleren bis hohen Niveau und überzeugt durch eine konstante Erfassungsgeschwindigkeit. Gerade um größere Sammlungen zu erfassen, wäre ein Set-up von zwei bis vier Cyberglobes ideal, da die Wartezeit während der Bildaufnahme zwar vorhanden ist, aber nicht ausreicht, um konzentriert an anderen Aufgaben zu arbeiten.

Die kompakte Bauweise ermöglicht einen schnellen Transport und eine Nutzung auch in kleinen Räumlichkeiten. Ein kleiner Rollwagen zum Bewegen des Globe und seiner Peripherie ist trotzdem sehr empfehlenswert.

Für besonders komplexe Objekte ist nach wie vor eine manuelle Aufnahme empfehlenswert, die aber dementsprechend auch bei weitem zeitintensiver ist.

Da alle Rohdaten (Reality-Capture-Projekte, Einzelbilder …) gespeichert werden, können jederzeit Neuberechnungen mit eigenen Parametern durchgeführt oder alternativ Splats der Modelle angelegt werden.

Der Preis für einen Cyberglobe ist natürlich höher als der typische studentische Tortendrehteller, das Set-up liegt aber immer noch im günstigen Segment für 3D-Scanner.