Smartphone als 3D-Scanner

Verglichen mit 3-Druckern sind 3D-Scanner zur Zeit noch recht teuer. Wer fotografiert, hat aber sicherlich bemerkt, dass unterschiedliche Aufnahmepositionen eines Objekts zusammen mit entsprechendem Licht zu unterschiedlichen Bildern des gleichen Gegenstands führen. Bei entsprechend strukturiertem Licht ergeben sich unterschiedliche Muster, die man dann dazu verwenden kann, daraus ein 3D-Bild zu rendern. Damit dies gut klappt, muss aber in der Regel die spezielle Beleuchtung und die Kamera miteinander synchronisiert werden. Dies wiederum erfordert spezielle und damit teure Hardware. Ende der Geschichte?

Natürlich nicht: Zusammen mit seinen Studenten hat Prof. Gabriel Taubin von der Brown's School of Engineering in Providence (USA) entdeckt, dass die Technik mit dem strukturierten Licht auch ohne Synchronisierung mit der Kamera funktioniert. Damit kann man die nötigen Bilder mit praktisch jeder beliebigen Kamera zusammen mit einem externen Blitz mit strukturiertem Licht machen. Die Kamera sollte lediglich dazu in der Lage sein, schnelle Serien unkomprimierter (raw) Bilder zu machen und abzuspeichern. Viele bessere Kameras mit und ohne Spiegel sowie sogar einige Smartphones können das.
Nachdem die Kamera eine solche Bilderserie gemacht hat, kalibriert ein Algorithmus das Timing der Bilder mit der im Lichtmuster enthaltenen binären Information. Anschließend werden die Bilder pixelweise verarbeitet, um eine neue Serie an Bildern zu kreieren, die jedes Muster komplett enthalten. Nachdem so ein kompletter Satz erstellt wurde, kann ein gewöhnlicher Algorithmus für strukturiertes Licht dazu verwendet werden, darauf ein 3D-Bild zu berechnen.
 

Die Entdeckung, dass so eine Vorverarbeitung die aufwendige Synchronisierung ersetzt, könnte das 3D-Scannen von Gegenständen deutlich verbilligen und daher breiter anwendbar machen.