Von Punktwolke per Polygon Model zum Quad Mesh bis hin zum 3D VR Modell

Von Punktwolke per Polygon Model über ein Quad Mesh zum 3D VR Modell aus Scanndaten

Bei der CAD Modellierung auf Basis der Punktwolke dient die Punktwolke als Konstruktionsgrundlage und wird, einfach ausgedrückt, nachgezeichnet. Der Weg über eine CAD Software ist eine solide und klassische Art, 3D VR Modelle aus dem Nichts zu kreieren. Es gibt jedoch noch einen anderen Weg auf Basis von gescannten Daten: Drahtgittermodelle aus einzelnen Polygonen (Polygon Model). Bei diesem Weg entstehen aus der Punktwolke Polygone durch eine Vermaschung der benachbarten Punkte. Dadurch entsteht in vielen einzelnen Schritten ein fotorealistisches, volumetrisches 3D VR Modell.

In diesem Text versuchen wir, den Weg von Punktwolke über ein Polygon Model bis hin zum fertigen 3D VR Modell kompakt zusammen zu fassen. Sollten Sie tiefer in das Thema einsteigen wollen oder schon Erfahrung haben, empfehlen wir auch diesen Artikel: VR Scan & 3D Modeling

Wir scannen die reale Welt und erstellen von Punktwolke über ein Polygon Model ein 3D fotorealistisches VR Model

Wir scannen die „echte“ Umgebung oder Objekte und verarbeiten im Anschluss die gewonnen geometrischen Informationen und visuellen Inhalte zu einem 3D VR Model. Der erste Ergebnis ist wie oben schon angesprochen eine texturierte (farbige) Punktwolke. Was eine Punktwolke im Detail ist, erfahren Sie HIER. In einem sehr Arbeitsspeicher intensiven Rechenprozess vermaschen wir die Punktwolke zu einem dreidimensionalen Drahtgittermodell. Dieses Polygon Model besteht aus unzähligen dreieckigen Flächen, den Polygonen. Die dreieckigen Flächen werden im Anschluss Anhand der Bild- und Farbinformationen des Scans „eingefärbt“. Man spricht bei diesem Prozess vom Texturieren.

Texturierte Polygone sind in der Regel noch kein nutzbares 3D VR Model

Ein Polygon Model aus wild vermaschten Dreiecken (Mesh) erstellt und gibt Kanten, Rundungen und Konturen nicht natürlich wieder. Daher haben nutzen wir in unserem Workflow verschiedene Programme, um das Polygon Mesh zu bearbeiten. Zuerst wird die Anzahl der Polygone reduziert, danach werden die Polygone in Vierecke, sogenannte „Quads“ umgewandelt. Das Ergebnis ist eine neues, wesentlich kompakteres Quad Mesh. Die Quads werden anschließend manuell sortiert, indem sie an vorhandene Krümmungen, Formen und Kanten des Objekts ausgerichtet. Dadurch erreicht man einen sauberen Mesh Fluss (Edge Flow). Die ursprünglich Punktwolke wie auch das ursprüngliche Polygon Model haben also ausgedient und werden archiviert.

Vermaschte-Punktwolke-Polygon-Model-low-poly-mesh-cleaned-retopologisiert

Das Quad Mesh wird im Anschluss texturiert um ein fertiges 3D VR Modell zu erhalten

Beim Texturieren achten wir darauf, dass feinste Details, Oberflächenstrukturen und Farbinformationen erhalten werden und das bei geringstmöglicher Datenmenge. Einfach gesagt werden den dreidimensionalen Oberflächen zweidimensionale Pixel (Texturen) exakt zugewiesen. Eine Kombination aus verschiedenen Textur Prozesse ermöglichen es, nahezu fotorealistische 3D VR Modell zu kreieren, ohne die feinen Details der Textur aus dem ursprünglichen Scan zu verlieren.

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