Photogrammetrie

Digitalisierung der Wirklichkeit

Eine einzigartige Technologie welche beeindruckende, professionelle und vielseitig einsetzbare 3D-Modelle erschaffen kann

EINZIGARTIGE EIGENSCHAFTEN

Nachfolgende Eigenschaften machen die Photogrammetrie so besonders. Sind Sie unsicher ob auch Sie von der Photogrammetrie profitieren können? Dann lassen Sie sich von uns beraten und profitieren auch Sie von den einzigartigen Fähigkeiten der Photogrammetrie.

QUALITATIV

Die Photogrammetrie ist fähig fotorealistische digitale Kopien ihrer realen Ebenbilder zu erzeugen. Durch die bessere Darstellung steigern Sie die Qualität ihrer Produkte und Leistungen.

VIELSEITIG

Unsere 3D-Modelle sind in einer Vielzahl von Anwendungen und Leistungen einsetzbar. Unsere Scans bieten wir in allen gängigen Formaten und Konfigurationen passend für Ihre Anwendungen an.

KOSTENGÜNSTIG

Durch ihre Einfachheit verursacht die Photogrammetrie nur niedrige Kosten. Durch den Einsatz von Photogrammetrischen Messsystem reduzieren Unternehmen ihre Aufwendungen.

BEARBEITBAR

Sämtliche durch uns erstellbare 3D-Modelle sind voll bearbeitbar. So können Logos, Baugruppen, Texturen und weitere Anpassungen einfach vorgenommen werden.

Anwendungsfelder

Von der Photogrammetrie profitieren eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen. Lernen Sie nachfolgend die wichtigsten Felder kennen. Sollte Ihre Branche nicht dabei sein, zögern Sie nicht und lassen Sie sich durch uns beraten.

Medien (Film, Animation) Architekturvisualisierung

Produktvisualisierung, Games, Werbung

Restaurierung und Denkmalpflege

Virtuelle und Erweiterte Realität

3D-Druck, Replikate

Vermessung, Datenverarbeitung

3D-Digitalisierungs Wissen

Wer sein Wissen auffrischen möchte ist hier genau richtig. Hier werden die gängigen Begriffe und Abkürzungen der 3D-Digitalisierung erklärt. Sollten wichtige Begriffe vergessen werden, zögern Sie nicht uns zu kontaktieren. Wir freuen uns immer über Feedback.

3D ist eine Abkürzung für dreidimensional oder auch drei Dimensionen. Man verwendet den Begriff als Synonym für die räumliche Darstellung von Körpern. Ein dreidimensionaler Körper lässt sich durch diskrete Punkte im Raum beschreiben. Im kartesischen Koordinatensystem werden diese Punkte durch die Koordinaten x,y,z beschreiben. Wenn man nun diese Punkte zu Flächenelementen verbindet erhält man eine geschlossene Geometrie, ein 3D-Modell. Dieses kann dann z.B beleuchtet und in bestimmte Szenarien integriert werden.

Ziel der 3D-Digitalisierung und damit auch der Photogrammetrie ist es die 3D-Geometrie und bestenfalls die gesamten radiometrischen und geometrischen Informationen eines Körpers zu erfassen. So berechnen oder messen alle Digitalisierungsverfahren zunächst Objektpunkte, welche anschließend mittels Vermaschung zu dreidimensionalen Körpern verbunden werden um so eine digitale Kopie des Originales zu erhalten.

Die Digitalisierung ist und war einer der Trendbegriffe der letzten Jahre. Ursprünglich beschreibt der Begriff die Erstellung digitaler Repräsentationen von physischen Objekten, Ereignissen oder auch analogen Medien. Im Falle der 3D-Digitalisierung wird eine digtale Kopie eines Körpers erstellt, um diese anschließend auf verschiedene Weise weiterzunutzen. Mögliche Verfahren zur 3D-Digitalisierung sind z.B. das Laserschnittverfahren, das Streifenlichtprojektionsverfahren oder auch die Photogrammetrie.

Momentan fällt der Begriff häufig wenn man von Veränderung von Prozessen oder Ereignissen durch die zunehmende Nutzung digitaler Geräte spricht. Man spricht auch von einer digitalen Transformation hin zu digitalen Prozessen mittels Informations- und Kommunikationstechnik

Das Laserscanning ist ebenfalls ein berührungsloses Rekonstruktionsverfahren was seine Hauptanwendungfeld bisher in der Vermessung und Geodäsie hat. Beim Laserscanning können Körper sowie ganze Landschaften mittels Laser vermessen werden, wie im Falle einer DGM. Hierfür wird ein Laser zeilen- oder rasterartig über die Oberfläche eines Körpers geführt und führt dabei kontinuierlich Abstandsmessungen durch. Aus den ermittelten Abstandswerten und aus der Orientierung des Lasers, lassen sich so 3D-Messpunkte errechnen, welche wiederrum in Form einer Punktwolke Körper beschreiben und weiterverarbeitet werden können. Die berechneten Körper könnnen nach der Vermaschung mit Kamerabildern überlagert werden um so texturierte 3D-Modelle zu erhalten. Die Auflösung der Ergebnisse hängt von dem Abstand der Lasermesspunkte zueinander ab und kann daher stark variieren.

Die Photogrammetrie ist wohl das bekannteste berührungslose Rekonstruktionsverfahren. Es hat die Besonderheit das es für die Digitalisierung fotografisch festgehaltener Strahlung verwendet. D.h. es benötigt nur Bildinformationen (i.d.R. aus Fotos) aus verschiedenen Standpunkten um die Gestalt eines Körpers rekonstruieren zu können. Daher ist das Verfahren besonders für Einsteiger interessant da es nur geringe Anforderungen an die Messmittel stellt und eine große Community mit Open-Source Software existiert. Darüberhinaus ist die Photogrammetrie als einziges Verfahren bekannt welches fähig ist Texturen, also radiometrische Oberflächeninformationen hochauflösend zu erfassen.

Raw repräsentiert die engl. Abkürzung für Rohdatenvormat. Es bezeichnet das von einer Kamera ohne weitere Nachbearbeitung gespeicherte Dateiformat. Da dieses Format die Rohdaten der Kamera widerspiegelt ist es auch von Kameramodell zu Kameramodell oder zumindest von Hersteller zu Hersteller verschieden. Aus Raw-Dateien können alle üblichen Dateiformate erzeugt werden, jedoch nur durch spezielle Herstellerspezifische Software bearbeitet werden. Jedoch lässt sich aus den Raw Dateien mehr Informationen als zum Beispiel JPEG-Dateien gewinnen.

TIFF ist ein Dateiformat zum Speicherung von Bilddaten. Es hat die Besonderheit, dass es Bilder mit hoher Farbtiefe speichern kann, bis zu 32 Bit im CMYK-Farbmodell. In dieses Dateiformat können Bildinformationen verlustfrei aus RAW-Dateien konvertiert und gespeichert werden. Es hat sich daher als Standard für die professionelle Photogrammetrie entwickelt, auch wenn diese Dateien ein Mehrfaches der Größe eines verlustbehafteten komprimierten JPEG-Bildes besitzen.

Kaum ein Techniktrend hat für so viel Aufsehen gesorgt wie der 3D-Druck. Es senkte durch seine Einfachheit die Kosten für die Prototypenerstellung massiv. Durch das Drucken von Hinterschneidungen ermöglichte dieses Verfahren die Konstruktion ganz neuer Geometrien und Produkte. Die 3D-Digitalisierung profitiert von dieser Technologie durch die Fähigkeit Replikate gescannter Geometrien auszudrucken. Durch den den Einsatz moderner Farbdrucker lassen sich so realistische Kopien erzeugen.

CCD-Sensoren sind lichtempfindliche Bauteile in Digitalkameras, welche aus einer Matrix aneinandergereiter Fotodioden besteht. Diese beruhen auf den inneren Photoeffekt und empfangen das von der Umgebung reflektierte Licht und wandeln es in elektronische BildInformationen um.

In der Photogrammetrie wird die gesamte auf den CCD-Sensoren gespeicherte Bildinformation ausgewertet um daraus die Geometrie oder Textur des Objektes zu rekonstruieren. Die Größe des Sensors und damit auch die Anzahl der Pixel, haben einen wesentlichen Einfuss auf die photogrammetrische Verarbeitung. Siehe auch: Pixel

JPEG ist das wohl am weitesten verbreitete Dateiformat zum Speichern von Bildinformationen. Durch Komprimierung der Daten ist es ein verlustbehaftetes Dateiformat, was dafür jedoch geringere Dateigrößen ermöglicht. Es wird daher unteranderem auf Webseiten eingesetzt, um Seiten schneller aufrufen zu können. Möglich wird diese Komprimierung durch das Zusammenfassen von Bildinformationen, farblich ähnlicher Bereiche. Für die Anwendung in der Photogrammetrie ist dieses Format nur dann zu empfehlen, wenn die Anforderungen an die Genauigkeit dies erlauben.

Das Laserschnittverfahren ist ebenfalls ein berührungsloses optisches Rekonstruktionsverfahren, bei dem eine oder mehrere projizierte Laserlinien auf ein Objekt geworfen werden und deren Verschiebung durch eine Kamera erfasst wird. Mittels Triangulation werden aus diesen erfassten Verschiebungen 3D-Koordinaten berechnet. Ein übergeordnetes Koordinatensystem rekonstruiert den Körper durch die Zusammenführung der verschiedenen Messpunkte. Das Laserschnittverfahren liefert höchste Genauigkeiten in der Messung und wird daher hauptsächlich in der Qualitätssicherung eingesetzt. Kommerziell verfügbare Geräte haben jedoch den Nachteil das sie Texturen nicht hochauflösend miterfassen können.

Unter dem Begriff Pixel versteht man zum einen Flächenelemente zur Darstellung von Bildinformationen auf einen Bildschirm in Form einer Rastergrafik, zum anderen Flächenelemente zur Erfassung von Farbwerten auf einem Bildsensor.

Bildsensoren bestehen ebenfalls aus einer Matrix aus Pixeln und dienen dem einfangen sichbarer Strahlung. Hierfür besitzt jeder Pixel ebenfalls Flächen, jeweils einer Grundfarbe, deren Inhalt nach Beendigung des Aufnahmeprozesses nacheinander ausgelesen wird. Je größer die Anzahl der vorhandenen Pixel um so feiner können Bildinformationen gespeichert werden. Der Bildsensor in Kombination mit der eingesetzen Optik ist daher ein entscheidender Faktor für die erzielbare Qualität und Auflösung bei der photogrammetrischen Rekonstruktion.

Moderne Bildschirme als Darstellungsmedium besitzen eine Matrix aus Pixeln, also rasterförmig angeordnete Punkte welche Farbwerte einer Rastergrafik darstellen können. Die Pixel eines Bildschirmes bestehen üblicherweise aus Flächen jeweils einer Grundfarbe (Rot, Grün und Blau). Zur Beleuchtung dieser werden diese Elemente mittels LEDs hintergeleuchtet. Bei ausreichender Anzahl an Pixeln lassen sich so Bilder hochauflösend darstellen und betrachten. Die Auflösung des Bildschirmes begrenzt die maximal sichtbare Auflösung photogrammetrischer Ergebnisse, bei Betrachtung mit dem Auge.

Den Begriff Scanning kann man am besten mit dem deutschen Wort „erfassen“ beschreiben werden. Es beschreibt den Vorgang der Digitalisierung/Erfassung eines physischen Körpers in ein digitales Abbild. Wird ein Objekt z.B. mittels dem Streifenlichtprojektionsverfahren digitalisiert wird es in diesem Moment gescannt. Ein Scan kann aber auch eine bereits erstellte digitale Kopie beschreiben.

Unter dem Begriff Streifenlichtscanning werden verschiedene Methoden zusammengefasst, bei denen Lichtstrahlen mittels Projektor auf ein Objekt geworfen werden und deren Deformation durch Objektkonturen mittels einer Kamera erfasst werden. Mit diesen Messverfahren lassen sich ebenfalls hohe Auflösungen erzielen und bietet den Vorteil auch matte, untexturierte Oberflächen erfassen zu können. Schwierigkeiten hat dieses Verfahren aber wie fast alle Messverfahren bei schwarzen oder stark reflektierenden Oberflächen.

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