DIY Lichtzelt für 3D Scanning mit Photogrammetrie (meshroom)

Vor kurzem habe ich einen 3D Drucker (DLP) erworben (Link zum Beitrag: Anycubic Photon Mono – Mein Einstieg in den DLP Druck). Nachdem ich einige 3D Meshs von Thinigverse heruntergeladen und/oder mit Blender eigene Objekte erstellt und im Anschluss gedruckt habe, kam mir in den Sinn, dass ich noch einen Schritt weiter vorne anfangen könnte: Warum nicht Objekte oder Personen aus der realen Welt einscannen – mit Blender bereinigen und verbessern – und dann drucken?

Gesagt getan – ein Scanverfahren musste her. Schnell bin ich auf die Photogrammetrie gestossen. Ein Verfahren, bei dem man nur mit einer geeigneten Kamera und einer Photogrammetrie-Software von (fast) beliebigen Objekten (unter bestimmten Bedingungen) ein Mesh (STL, OBJ, …) erzeugen kann. Eine Kamera habe ich (Panasonic Lumix G91) und die Wahl für die Photogrammetrie Software fiel schnell auf Meshroom von AliceVision – eine kostenlose und ziemlich intuitive Software, die auch unter Linux läuft (bei mir Arch).

Mit 70-100 Bildern eines Objektes lassen sich da beeindruckend detaillierte 3D Meshs erzeugen – unter der Bedingung, dass die Bilder von hoher Qualität sind (ISO, Schärfe, Auflösung). Hier drei Beispiele von eingescannten Objekten und dem Resultat – eine Muschel, eine Porzellan-Figur und ein Löwe:

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Sofern Interesse besteht kann ich den kompletten Workflow des Photografierens, Meshens und Ausdruckens in einem eigenen Artikel erläutern – hier soll es um eine Komponente gehen, die die Qualität der Photos erhöht und somit die Wahrscheinlichkeit eines guten Scan Resultats enorm erhöht: Das Lichtzelt

Denn eine Grundvoraussetzung für eine gute Bildserie sind Photos von hoher Qualität und guter Ausleuchtung – am besten ohne Schatten – und das genau kann für kleinere Objekte mit einem Lichtzelt erreichen. Ein solches habe ich mir dann selbst gebaut (Formfaktor ca. 60x60cm – aber das ist beliebig variierbar). Hierzu habe ich folgendes gebraucht:

• Holzleisten (z.B. 40x18x600mm)
  • 4 für den vorderen Rahmen
  • 4 für den hinteren Rahmen
  • 4 leisten, die den vorderen und hinteren Rahmen verbinden
• ne Menge Schrauben und/oder Holzkleber und/oder Tacker (um den Diffusor am Rahmen zu befestigen)
• Einen Diffusor (links, oben, rechts) – eigentlich eine Faltjalousie von Ikea SCHOTTIS: https://amzn.to/3eYIU2l
• weisses Tonpapier als Hintergrund (ca. 70x100cm) aus dem Bastelladen
• zwei oder drei Lampen auf Stativen (von links/rechts und oben) am besten natürlich Tageslichtlampen (https://amzn.to/3sXuhVo) – normale Lampen tun es aber auch für den Anfang
• Optional noch einen «Turntable», auf dem man das Objekt platzieren kann. Ich habe mich hier für für die Ikea Variante entschieden 🙂 SNUDDA: https://amzn.to/3eYIU2l

Leider habe ich den Aufbau nicht dokumentiert – aber m.E. kann man am Resultat relativ gut erkennen, wie es zusammengebaut ist:

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Es wird oft gesagt, dass Photogrammetrie mit Objekten auf einem Drehteller (also Objekt wird bewegt – Kamera bleibt stabil) nicht gut funktioniert. Das gilt m.E. nur dann, wenn der Hintergrund des Objektes sichtbar ist. In meinem Fall habe ich mit dem weissen Tonpapier und der gleichmässigen Ausleuchtung dafür gesorgt, dass es quasi keinen Hintergrund gibt. Damit hat die Photogrammetrie Software keine zusätzlichen Referenzpunkte ausser dem Objekt selbst. Und die Ergebnisse (siehe oben / alle mit der Scheibe gemacht) sprechen da ja auch für sich.

UPDATE: Das Scanning mit dem oben beschriebenen Verfahren funktioniert gut und kostet nicht viel Geld – ABER: es ist zeitaufwändig. Ich bin beim «rumsurfen» auf einen (relativ) erschwinglichen 3D Scanner (Revopoint Pop 2) gestossen, der sich über ein Kickstarter Projekt finanziert. Den habe ich mal bestellt – die Youtube Videos dazu sehen vielversprechend aus….. mal schauen, werde berichten, wenn er da ist (voraussichtlich im Feb 2022). Hier noch der Link zum Kickstarter Projekt: https://www.kickstarter.com/projects/2125914059/revopoint-pop2-high-precision-3d-scanner/description.

Wie man unschwer am Namen erkennen kann, gibt es bereits eine Version 1 des Scanners, die man über Amazon (https://amzn.to/31zCaFg) oder direkt über den Hersteller (https://www.revopoint3d.com/) beziehen kann.