3D Scanner
So nutzen Sie 3D-Daten für Virtual Reality
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- 3D-Datenerfassung
Wichtige Punkte im Überblick
- Die Modellreihe VL erstellt hochauflösende 3D-Scans von Bauteilen inklusive 360°-Ansicht und ermöglicht den Export in OBJ- oder 3MF-Formate für Virtual-Reality- und Metaverse-Anwendungen.
- Per 3D-Scan erfasste Bauteile lassen sich über STL- oder OBJ-Formate schnell und einfach in die virtuelle Realität übertragen.
- Präzise Scans verarbeiten komplexe Freiformflächen und reduzieren die Modellierungszeit erheblich.
- Anwendungsfälle: virtuelle Produktpräsentationen, 3D-E-Commerce und Prototyping.
Unterschied zwischen Virtual Reality und XR (Cross Reality)
VR (Virtual Reality)
VR schafft lebensechte Erlebnisse in einer virtuellen Welt, die mit Computergrafik und 3D-Technologie aufgebaut ist. Mit einem VR-Headset tauchen Anwender in eine virtuelle Umgebung ein und erleben diese, als wären sie tatsächlich vor Ort. Virtual Reality wird in vielen Bereichen eingesetzt, darunter Gaming, Immobilien, Gesundheitswesen, Bildung, Sport und Tourismus.
AR (Augmented Reality)
Augmented Reality (AR) überlagert die reale Welt mit computergenerierten Bildern und erzeugt so den Eindruck, dass virtuelle Objekte in der physischen Umgebung existieren. Im Gegensatz zu VR, bei der die reale Welt durch eine vollständig virtuelle Szene ersetzt wird, erweitert AR Live-Bilder der realen Welt, indem digitale Inhalte darübergelegt werden, die über Geräte wie Smartphones oder AR-Brillen bereitgestellt werden. Häufige Anwendungen sind Gaming, virtuelles Anprobieren im Beauty-Bereich und Möbelvorschauen für Haushaltswaren.
MR (Mixed Reality)
MR geht einen Schritt über AR hinaus, indem sie die direkte Interaktion mit virtuellen Objekten ermöglicht, z. B. deren Drehen, Bearbeiten und Neupositionieren in der realen Umgebung. MR-Systeme nutzen Kameras und Sensoren, um die physische Umgebung zu erfassen und virtuelle Inhalte nahtlos darin einzubinden. Die aktuelle Nutzung konzentriert sich auf Fertigung und Gesundheitswesen, wobei breitere Anwendungen in weiteren Branchen entstehen.
SR (Substitutional Reality)
SR ersetzt oder überlagert Live-Aufnahmen mit vorab aufgezeichnetem Bildmaterial, sodass nicht vorhandene Elemente in der realen Umgebung präsent erscheinen. Obwohl SR noch eine vergleichsweise junge Technologie ist, bietet sie bereits viel Potenzial für Anwendungen wie Gaming, Sportübertragungen und virtuelle Erlebnisse.
Wie Virtual Reality die Arbeitsweise von Unternehmen verändert
Virtual Reality ist längst keine Neuheit für Verbraucher mehr. Unternehmen nutzen sie, um reale betriebliche Herausforderungen in einer wachsenden Zahl von Branchen zu bewältigen. Hier ein Blick auf vier Bereiche, in denen VR messbare Unterschiede bewirkt.
1. Virtuelle Verkaufsräume
Online-Shopping hatte schon immer eine zentrale Einschränkung: Kunden können einen Artikel nicht in die Hand nehmen und direkt prüfen. Virtuelle Verkaufsräume lösen dieses Problem, indem sie Kunden ermöglichen, 3D-Produktmodelle vor dem Kauf aus jedem Winkel und im Originalmaßstab zu inspizieren. Im B2B-Kontext können mehrere Beteiligte gemeinsam mithilfe von Avataren durch ein virtuelles Produkt gehen, was besonders nützlich ist, wenn eine Kaufentscheidung mehrere Entscheidungsträger an unterschiedlichen Standorten betrifft.
2. Online-Veranstaltungen und Seminare
Virtuelle Veranstaltungen haben sich über die Pandemie hinaus bewährt und sind aufgrund ihrer Flexibilität und Reichweite weiterhin ein wichtiger Bestandteil der Unternehmenskommunikation. Da die Teilnehmerzahl nicht durch die Größe eines Veranstaltungsorts begrenzt ist, können Inhalte einem breiten Publikum zugänglich gemacht werden. Zudem erleichtern virtuelle Umgebungen die Nachverfolgung von Teilnehmerinteraktionen erheblich. Technische Konferenzen, Produkteinführungen und Schulungsprogramme haben daher dauerhaft ihren Platz in virtuellen Räumen gefunden.
3. Virtuelle Büros und Remote-Zusammenarbeit
Videoanrufe lösen das Sichtbarkeitsproblem, bilden jedoch nicht die informelle Abstimmung nach, die in einem gemeinsamen Büro ganz natürlich entsteht. Virtuelle Arbeitsbereiche kommen dem näher und bieten dauerhafte Umgebungen, in denen Teammitglieder ein Gefühl gemeinsamer Präsenz bewahren, zwischen Räumen wechseln und spontan interagieren können. Für verteilte Teams bedeutet dies außerdem weniger Pendelwege und einen geringeren Flächenbedarf.
4. Remote-Anleitung und Wartung/ Inspektion von Geräten
Für industrielle und technische Organisationen ist dies möglicherweise die Anwendung mit dem unmittelbar größten Nutzen. Mit AR und MR kann ein Experte außerhalb des Standorts genau sehen, was ein Servicetechniker vor Ort sieht, die Live-Umgebung mit Anweisungen versehen und komplexe Wartungs- oder Inspektionsaufgaben in Echtzeit anleiten. Das Ergebnis sind schnellere Lösungen, weniger Vor-Ort-Einsätze und Zugang zu spezialisiertem Fachwissen, unabhängig davon, wo die Arbeit physisch stattfindet.
Vorteile der Nutzung von Virtual Reality für Unternehmen
Operative Sichtbarkeit und Prozesstransparenz
Virtuelle Umgebungen geben Teams eine klarere Echtzeitansicht laufender Arbeiten. Ob über virtuelle Büros, Remote-Meetings oder Live-Inspektionssitzungen: Führungskräfte und Mitarbeitende können den Aufgabenstatus bewerten, Engpässe identifizieren und Reaktionen koordinieren, ohne physisch anwesend sein zu müssen. Virtuelle Umgebungen geben Teams eine klarere Echtzeitansicht laufender Arbeiten. Für Organisationen mit verteilten oder hybriden Arbeitsmodellen schafft diese Transparenz eine bessere Übersicht über aktuelle Prozesse und erleichtert die Zusammenarbeit über Standorte hinweg.
Reduzierung der Betriebskosten
Die Verlagerung von Abläufen in virtuelle Umgebungen führt in mehreren Kategorien zu Kostensenkungen. Virtuelle Büros reduzieren Ausgaben für physische Flächen, Versorgungsleistungen und Pendelwege. Effektivere Tools für Remote-Kommunikation und Anleitung reduzieren Häufigkeit und Notwendigkeit von Geschäftsreisen. Mit der Zeit summieren sich diese Einsparungen, wenn Organisationen verteilte Teams skalieren, ohne ihre Einrichtungen oder Reisebudgets proportional zu erweitern.
Geschäftsmöglichkeiten unabhängig vom Standort schaffen
Virtuelle Räume beseitigen geografische Grenzen als Einschränkung für Zusammenarbeit und Handel. Avatar-basierte Umgebungen unterstützen Besprechungen mit mehreren Teilnehmern, den Dokumentenaustausch sowie die Zusammenarbeit in Echtzeit auf eine Weise, die Telefon- und Chatlösungen allein nicht bieten können. Da VR- und MR-Plattformen immer ausgereifter werden, sind Unternehmen, die virtuelle Arbeitsabläufe bereits integriert haben, besser darauf vorbereitet, neue Funktionen und Servicemodelle zu nutzen, sobald diese verfügbar werden.
Herausforderungen bei der Nutzung von 3D-Daten in virtuellen Umgebungen
Der Aufbau einer funktionalen virtuellen Umgebung ist ein ressourcenintensiver Prozess. Über die Konstruktion des Raums selbst hinaus erfordert die Erstellung genauer 3D-CG-Modelle erheblichen Zeitaufwand, spezialisierte Software und technisches Fachwissen. Für Teams, die 3D-Scandaten als Grundlage für diese Umgebungen verwenden möchten, vervielfachen sich die Herausforderungen. Die Qualität und Nutzbarkeit dieser Scandaten bestimmt direkt, wie viel zusätzliche Arbeit zwischen der Erfassung und einem einsatzfähigen virtuellen Asset liegt.
Erfassung genauer 3D-Daten mit herkömmlichen Scannern
Viele 3D-Scan-Workflows können Geometriedaten erzeugen, die für allgemeine Visualisierungen geeignet sind, stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn die Zielanwendung eine detaillierte virtuelle Umgebung ist. Häufige Probleme wie Mesh-Rauschen, unvollständige Oberflächenabdeckung und Stitching-Fehler zwischen Scanpositionen erfordern nach der Erfassung oft manuelle Korrekturen. In einigen Fällen können die Scandaten nicht unmittelbar verwendet werden. Das erforderliche 3D-CG-Modell muss dann auf Basis der erfassten Maße neu erstellt werden, was den Arbeitsaufwand sowie die damit verbundenen Kosten deutlich erhöht.
Grenzen herkömmlicher 3D-Scanverfahren
Geometrie allein reicht für virtuelle Umgebungen selten aus, bei denen ein realistisches Erscheinungsbild ebenso wichtig ist wie Maßgenauigkeit. Herkömmliche 3D-Scanner erfassen in der Regel Formdaten ohne entsprechende Farb- oder Texturinformationen, sodass Teams die Oberflächenoptik separat beschaffen oder neu erstellen müssen. Viele Systeme beschränken außerdem den Datenexport vollständig oder erzeugen Dateigrößen, die in nachgelagerter Modellierungs- oder Rendering-Software schwer zu verarbeiten sind. Zusammengenommen schaffen diese Einschränkungen mehrere Reibungspunkte zwischen der rohen Scanausgabe und einem fertigen, nutzbaren 3D-Asset.
Lösungen für die Nutzung von 3D-Daten in virtuellen Umgebungen
Die Arbeit mit 3D-Daten für Virtual Reality kann schwierig sein. Der optische 3D-Scanner der KEYENCE Modellreihe VL macht sie einfacher. Mit dem 3D-Scanner können innerhalb weniger Minuten komplette 360°-Scans durchgeführt und präzise 3D-Formdaten erfasst werden. Der Scanner kann 3D-Dateien in Echtfarbe ausgeben, sodass schnell vollständige 3D-Modelle erstellt werden können.
Vorteil 1: Farbdaten erfassen
Nicht jeder 3D-Scanner erfasst neben der Geometrie auch Farbinformationen. Der optische 3D-Scanner der Modellreihe VL von KEYENCE ermöglicht jedoch die Erfassung hochauflösender Farbdaten des gescannten Objekts.
Es kann farbige 3D-Dateien in gängigen Formaten wie OBJ exportieren, wodurch der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Nachbearbeitung nach dem Scannen deutlich reduziert wird.
Vorteil 2: Genaue Daten zu komplexen Formen erfassen
Der optische 3D-Scanner der Modellreihe VL eignet sich zur Digitalisierung kultureller Objekte wie Keramik und Fossilien. Da die Erfassung berührungslos erfolgt, können auch empfindliche und komplexe Oberflächen zuverlässig gescannt werden.
Das System kann schnell vollständige 3D-Daten erfassen, die im Anschluss für digitale Archive und andere Anwendungen verwendet werden können.
Vorteil 3: Den Zeitaufwand für die Modellerstellung reduzieren
Die Erstellung vollständiger digitaler Modelle war bislang häufig mit erheblichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden. Die Modellreihe VL von KEYENCE vereinfacht diesen Prozess. Sobald ein Objekt gescannt wurde, können die Daten direkt in verschiedene Formate exportiert werden, wodurch die Modellerstellung deutlich vereinfacht wird.
3D-Daten in virtuellen Umgebungen nutzen
Hochwertige 3D-Daten waren schwierig und kostspielig zu erzeugen. Die meisten herkömmlichen Scanner haben sowohl mit Genauigkeit als auch mit Farberfassung Probleme. Der optische 3D-Scanner der Modellreihe VL von KEYENCE behebt diese Einschränkunge.
- Ein vollständiger 360°-Scan wird in nur wenigen Minuten abgeschlossen, wodurch die Datenerfassung schnell und praktikabel bleibt.
- Scans können in Formaten wie OBJ exportiert werden, die mit den meisten Virtual-Reality-Anwendungen kompatibel sind.
- Der 3D-Scanner erfasst Geometrie- und Farbinformationen in einem einzigen Scanvorgang und erzeugt daraus detaillierte, texturierte 3D-Daten.
- Die erfassten Farbdaten können ohne zusätzliche Verarbeitung direkt in virtuellen Umgebungen verwendet werden.
Der direkte Export der Scandaten reduziert den Nachbearbeitungsaufwand und beschleunigt den Weg vom physischen Objekt zum nutzbaren virtuellen Modell.
