3D-Körperscans von A bis Z

3D-Körperscanner wurden Ende der 1980erjahre entwickelt und waren ursprünglich eine Reaktion auf den wachsenden Bedarf der Bekleidungsindustrie, die Passform ihrer Konfektionskleidung zu verbessern. Heute werden 3D-Körperscans in ganz verschiedenen Bereichen – vom Sport bis zum Gesundheitswesen – eingesetzt, um schnell und präzise quantitative und qualitative Informationen über die Entwicklung des menschlichen Körpers zu gewinnen.

Sehen wir uns genauer an, wie verschiedene 3D-Körperscanner funktionieren und welche Aufgaben sie bewältigen können.

Egal, ob Sie 3D-Scans in Ihrem Unternehmen, Krankenhaus, Ihrer orthopädischen Klinik, Ihrem Bekleidungsgeschäft oder VFX-Studio durchführen möchten, sollten Sie beim Scannen einer Person einige Herausforderungen berücksichtigen. Hier sind unsere Tipps, wie Sie diese meistern können.

1. Gesichts- und Körperbewegung

Es ist ganz natürlich, dass sich Menschen leicht bewegen oder blinzeln, wenn Sie sich jemand mit einem Scanner um sie herumbewegt – oft tun sie das, ohne es überhaupt zu bemerken. Um das zu berücksichtigen, sollten Sie im Voraus die Position, an der die Person stehen wird, planen.

Das Scannen eines Menschen kann nur wenige Minuten dauern, aber Sie müssen trotzdem sicherstellen, dass die Person eine bequeme Pose einnimmt, damit sie diese über einige Zeit halten kann. Wenn sich Personen doch einmal bewegen, können Sie mit Softwarelösungen wie Artec Studio die Scans, bei der Aufnahme derer die Person versehentlich bewegt hat, problemlos korrigieren.

Außerdem müssen Sie darauf achten, dass der von Ihnen verwendete Scanner schnell genug ist. Handscanner von Artec erfassen große Bereiche mit sehr hoher FPS-Rate (Bilder pro Sekunde), sodass Sie menschliche Körper viel schneller scannen können als mit anderen Geräten.

Das Scannen von Gesichtern geht sehr schnell und dauert normalerweise nur 5-7 Sekunden – kurz genug, dass eine Person ohne zu blinzeln ihren Blick halten kann. Eine weitere Möglichkeit, das Blinzeln zu vermeiden, besteht darin, die zu scannende Person zu bitten, während der Aufnahme einen Punkt vor sich auszuwählen (etwas über ihrer Augenhöhe, um nicht direkt in die Beleuchtung zu blicken). Es ist auch am besten, die Oberseite des Kopfes zu erfassen, während die Person sitzt (so fallen Größenunterschiede weniger ins Gewicht)

Auch Gähnen oder die Veränderung des Gesichtsausdrucks von Personen kann eine Herausforderung darstellen. Aus diesem Grund empfehlen wir, Kopf und Körper in zwei verschiedenen Scan-Durchgängen zu erfassen.

2. Schwer zu erfassende Körperteile (und Haare)

Eine weitere häufige Herausforderung ist die Erfassung schwieriger, dünner und schwer erreichbarer Körperteile wie Finger, Achselhöhlen, Beine, Haare und Ohren. Hier sind einige nützliche Tipps, die wir bei Artec beim Scannen Tausender von Menschen gelernt haben.

Hände scannen

Wir wissen, dass es schwierig sein kann, die Hände mehrere Minuten lang still zu halten – nicht jeder hat die Geduld eines Mönchs oder die Willenskraft eines Yogalehrers. Um jegliche Bewegung zu vermeiden, empfehlen wir, die zu scannende Person zu bitten, ihre Hände nah am Körper oder direkt anliegend halten. Wenn Sie die Finger und Hände sehr detailliert erfassen müssen, empfehlen wir, diese zuerst zu scannen und dann den Rest des Körpers, um optimale Ergebnisse zu erzielen. In manchen Fällen kann es auch hilfreich sein, eine Person in einer T- oder A-Pose zu scannen, insbesondere wenn präzise Messdaten des Oberkörpers oder 3D-Modelle für Animationen erfasst werden sollen.

Wenn die Arme auf den Hüften ruhen, sollten Sie besonders darauf achten, die Innenseiten der Ellbogen und die Achselhöhlen zu scannen. Bei Artec Scannern wie Eva oder Leo empfehlen wir, die Geräte in extremen Winkeln von vorne und hinten zu halten, um so viele Daten wie möglich zu erhalten. Wenn einzelne Bereiche nicht gründlich genug gescannt werden, kann dies zu einer schlechten dunklen Textur führen.

Beine scannen

Beine lassen sich im Allgemeinen leichter scannen, da sie sich beim Posieren weniger bewegen. Dennoch gibt es ein paar Dinge zu beachten: Stellen Sie sicher, dass die zu scannende Person auf einem strukturierten Boden steht, zum Beispiel einem farbigen Teppich oder einer Fußmatte, und dass sich beide Beine im Sichtfeld Ihres Scanners befinden, um eine stabile Verfolgung zu gewährleisten.

Wir empfehlen außerdem, das Gerät auf diesen strukturierten Boden oder die Füße der Person zu richten, wenn Sie Ihre Position ändern. Vergessen Sie vor allem nicht, die Innenseite jedes Beins zu scannen. Um es einfacher zu machen, können Sie die Person bitten, einen Fuß ein wenig nach vorne zu stellen, bevor der Scan beginnt. Dadurch wird verhindert, dass die Beine der Person in den resultierenden Polygonnetzen „zusammengeschmolzen“ werden.

Haare scannen

Haare sind für Körperscanner schwierig zu erfassen, da sie dünn sind und zuweilen ungleichmäßig aufliegen können.

Beim Scannen von Haaren sind einige einfache Regeln zu beachten: Bei Artec empfehlen wir, das Haar vor dem Scannen zunächst zu bürsten, um es zu glätten. Auf diese Weise kann das Muster Ihres Scanners viel genauer auf die Oberfläche projiziert werden, was zu einem besseren Scan führt. Wenn die Form des Haares schwer zu scannen ist, können Sie das Haar noch weiter glätten, indem Sie es kämmen oder mit Wasser anfeuchten.

Für eine stabile Verfolgung empfehlen wir, die Schultern der Personen immer im Sichtfeld des Scanners zu haben. Vor dem Scannen von Personen mit langen Haaren kann es auch hilfreich sein, die Haare nach hinten und an eine Stelle zu legen, damit sie weniger verteilt sind.

Glattes Haar kann oft problemlos gescannt werden. Welliges, lockiges und dickeres Haar ist etwas schwieriger, kann aber mit etwas Sorgfalt trotzdem erfasst werden. Das Erfassen in einer langsamen bogenartigen Bewegung kann zu besseren Ergebnissen führen, wobei das Scannen des Körpers im Allgemeinen schnell erfolgen muss, um Mängel infolge von Bewegungen des Körpers zu vermeiden.

Schließlich empfehlen wir beim Erfassen besonders komplexer Haarschnitte, die Empfindlichkeit des Scanners zu erhöhen, damit dieser feine Oberflächen leichter erkennen und erfassen kann.

3. Scannen glänzender, dunkler oder transparenter Oberflächen

Transparente, glänzende oder dunkle Oberflächen sind bekanntermaßen schwer zu erfassen. Glänzende Oberflächen neigen dazu, die Lichtmuster des Scanners zu reflektieren, während dunkle Oberflächen Licht absorbieren, wodurch es für ein Gerät unmöglich wird, Muster auf ein Objekt zu projizieren. Dasselbe gilt für Transparenz, da Scanner Licht aussenden, das dann einfach hindurchgeht.

Für stabilere und gleichmäßigere Ergebnisse empfehlen wir, nichts Halbtransparentes, Schwarzes oder Glänzendes, wie Lederkleidung oder Schmuck, zu tragen. Wenn sich das Kleidungsstück nicht ausziehen lässt, können Sie versuchen, glänzende Bereiche mit einem Mattierungsspray oder Talkpuder zu behandeln.

Bei manchen Scannern ist es am besten, die Person zu bitten, ihre Pose einige Sekunden lang nicht zu ändern, damit Sie Ihren Scan auf fehlende Daten überprüfen können. Wenn Sie einen großen Bereich des Körpers übersehen haben, ist es viel besser, ihn umgehend zu scannen, als die Person zu bitten, später dieselbe Pose einzunehmen – denn diese wird nie genau dieselbe wie jene zuvor sein.

Wenn Sie mit Artec Leo scannen, ist das alles nicht nötig, da Sie die Daten bereits während des Scannens in Echtzeit auf einem Touchscreen überprüfen können. Weitere Informationen zum Scannen eines menschlichen Körpers finden Sie in unserem Video-Tutorial.

Daten, die mit 3D-Körperscannern erfasst werden, können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, von der Erstellung 3D-gedruckter Figuren bis zur Überwachung des Behandlungsverlaufs von Patienten. Solche Anwendungsfälle entwickeln sich ständig weiter und eröffnen neue Möglichkeiten in den Bereichen Design, E-Commerce, Gesundheitswesen und mehr.

Avatare und 3D-gedruckte Figuren

Jemanden 3D-zu scannen, um individuelle Figuren und Avatare (oder 3D-Selfies, wie sie manchmal genannt werden) zu erstellen, kann sehr viel Spaß machen. Einen 3D-Scan von sich selbst zu erstellen, geht einfach und schnell – fast so schnell wie ein Foto mit einem Smartphone aufzunehmen. Die daraus resultierenden Modelle können entweder verwendet werden, um Online-Profile zu personalisieren oder nette kleine Desktop-Maskottchen zu erstellen, wie die von CoKreeAte mit Artec Eva erstellten Miniaturen.

Mode (virtuelles Anprobieren)

Menschen haben unterschiedliche Formen und Größen, und trotz verschiedener Bemühungen großer Modemarken ist es schwierig, alle Menschen in einen Standardgrößenbereich einzuordnen.

Da viele Kunden online einkaufen, ist es heute schwieriger denn je, sicherzustellen, dass sie das Produkt in der richtigen Größe erhalten. Um die Dinge einfacher zu machen, beginnen viele Geschäfte damit, 3D-Scans und VR in ihre Verkaufsplattformen zu integrieren, sodass Benutzer Artikel in virtuellen Umkleidekabinen anprobieren können, indem sie einfach ihren 3D-Avatar hochladen.

In einigen Ländern werden 3D-Scans sogar schon für anthropometrische Untersuchungen eingesetzt – dabei werden Daten gesammelt, die eines Tages zur Verbesserung der Größenbestimmung genutzt werden könnten.

Elektronischer Handel

Neben Modeanwendungen findet professionelles 3D-Scannen auch zunehmend im E-Commerce Anwendung. Von Kleidungsstücken bis hin zu Wohnmöbeln nutzen viele Unternehmen mittlerweile 3D-Scans, um ihre Produkte online zu bewerben.

Nehmen wir zum Beispiel Asics, den bekannten Laufschuhhersteller, der Space Spider zur Entwicklung und Vermarktung seiner Artikel verwendet. Das Unternehmen stellt damit nicht nur die Qualität seiner Laufbekleidung sicher, sondern nutzt die Technologie auch zur Erstellung von Videos und animierten Materialien für innovative Marketingkampagnen. Streng genommen handelt es sich in diesem Fall nicht im eigentlichen Sinne um „Körperscans“, jedoch entwickelt sich E-Commerce sich zu einem sehr wichtigen Bereich, in dem 3D-Scans als Mittel zur Vermarktung körpernaher Produkte genutzt wird.

Gesundheitspflege

Ein weiterer Bereich, in dem 3D-Scans die Möglichkeiten der Körpervermessung verändern, ist das Gesundheitswesen. Ärzte messen traditionell Größe und Form des Körpers von Hand, bevor sie diese Daten verwenden, um den Gesundheitszustand des Patienten zu beurteilen und eine Behandlung anzubieten.

Dank der 3D-Körperscantechnologie können Ärzte und Kliniker nun in nur wenigen Sekunden genaue Messungen eines Patienten vornehmen. Anschließend können sie diese externen Daten (allein oder in Kombination mit den Daten aus invasiveren Verfahren wie Röntgen, MRT, Ultraschall oder CT-Scans) verwenden, um individuelle und passgenaue Prothesen und Orthesen herzustellen.

Neben der Beurteilung und Beobachtung von Patienten können mithilfe von 3D-Scans auch die Ergebnisse kosmetischer Operationen simuliert oder visualisiert werden.

CGI (Spiele, Filme, Spezialeffekte)

Realistische Ganzkörpermodelle, die mit 3D-Scannern erfasst wurden, werden auch häufig in diversen neueren Videospielen, Actionfilmen und VR/AR-Anwendungen verwendet. Filmstudios verwenden 3D-Körperscanner, um die Körper von Schauspielern zu erfassen und sogenannte „digitale Doubles“ zu erstellen, die sie in visuellen Effekten und 3D-Animationen verwenden. Videospielentwickler scannen berühmte Schauspieler aus demselben Grund: Anstatt einen 3D-Charakter von Grund auf neu zu erstellen, scannen sie Schauspieler, um diese als Grundlage für den zukünftigen Charakter zu schaffen.

Einige Videospielentwickler gehen noch weiter und ermöglichen ihren Spielern, aus einem Selfie einen personalisierten 3D-Avatar zu erstellen und als sie selbst zu spielen, anstatt einen vorgefertigten Charakter zu verwenden. Viele VR- und AR-Anwendungen ermöglichen es dem Nutzer zudem, einen personalisierten 3D-Avatar hochzuladen, den er bei Videokonferenzen oder Spielen verwenden kann.

Und damit haben wir es geschafft: Körperscanning von A bis Z!