Wie Artec Leo dabei half, ein Hirschgeweih in naturgetreuem 3D zu erhalten

3D Scanners

Artec Leo

Herausforderung: Ein Hirschgeweih sollte, um es zu erhalten, in 3D gescannt werden. Zugleich sollten Möglichkeiten für die Online- und VR/AR-Nutzung sowie für den 3D-Druck maßstabsgetreuer Versionen in Originalgröße geschaffen werden.

Lösung: Artec Leo, Artec Studio

Ergebnis: Nach nur zweiminütiger Vorbereitung zum Scannen wurde das Geweih von Artec Leo in 5 Minuten erfasst, wobei der HD-Modus von Leo noch bessere Ergebnisse ermöglichte. Die Verarbeitung der Leo Scans zu einem 3D-Modell dauerte von Anfang bis Ende insgesamt 56 Minuten. Anschließend wurde das Modell im OBJ-Format für Sketchfab und im STL-Format für den 3D-Druck exportiert.

Warum Artec 3D? Mit Artec Leo war es schnell und einfach möglich, das Geweih aus verschiedenen Winkeln zu scannen, ohne dass externe Kabel oder Laptops im weg lagen. Die lebensechte Texturkamera von Leo konnte die organischen Farben des Geweihs mühelos einfangen und dem endgültigen 3D-Modell einen hohen Grad an Realismus verleihen, ohne dass eine zusätzliche 3D-Modellierung oder Farbverbesserung erforderlich wurden.

Derek Paulson, Artec 3D Gold Certified Technician, scannt ein Geweih mit Artec Leo. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Die Jagd ist heutzutage nicht umstritten, doch in Nordamerika als gängige Methode zur Kontrolle der Hirschpopulation weiterhin üblich. Auf der Suche nach Nahrung verirren sich Weißwedelhirsche oft in Vorstädte und Bauernhöfe, wo sie Mais, Bohnen, Obst und alles andere, was sie dort finden, fressen. Die Tiere können dabei nicht nur ganze Ernten zerstören, sondern auch aus Zecken stammende Krankheiten übertragen. Ein weiteres großes Problem sind Zusammenstöße zwischen Hirschen und Fahrzeugen, bei denen immer mehr Menschen ums Leben kommen.

Für den kanadischen Feuerwehrmann Logan Johnson gehört die Jagd seit langem zum Leben dazu. Doch eine außergewöhnliche Begegnung veränderte den routinemäßigen Lauf der Dinge in einer Weise, die er nicht vorhersehen konnte. Dabei kam es auch dazu, dass er die jahrtausendealte Praxis der Bogenjagd mit modernster 3D-Technologie kombinierte.

Um das Andenken des mächtigsten Hirsches, der bisher seinem Pfeil zum Opfer gefallen, war zu ehren, tat Johnson, was jeder andere Bogenjäger in seinem Alter tun würde: Er suchte einen Präparator, um das Geweih präparieren und erhalten zu lassen. Doch eine frühere Erfahrung ließ ihn zunächst vor diesem Schritt zurückschrecken.

Denn nachdem er Jahre zuvor einen anderen Hirsch erlegt hatte, hatte Johnson das Tier schon einmal zu einem Tierpräparator gegeben – mit katastrophalem Ergebnis. Denn es trug sich zu, dass der Präparator den Hirsch irgendwie „verlor“ und dann kurzerhand sein Geschäft aufgab.

Da er nicht noch einmal ein solches Risiko eingehen wollte, kam nach einer Online-Recherche auf das 3D-Scannen und die Idee, das Geweih digital zu archivieren.

Der Screenshot zeigt das endgültige 3D-Modell des Geweihs. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Je mehr Johnson über die digitale Erhaltung in 3D erfuhr, desto klarer wurde ihm, dass dies die beste Option sein würde, um eine maßstabsgetreue, farbige 3D-Replik des Geweihs zu erstellen. Das galt nicht nur für die Dauer der Präparationsarbeiten, sondern auch, um das Geweih vor allen anderen Gefahren zu schützen, denen es in Zukunft ausgesetzt sein könnte: Feuer, Diebstahl, Überschwemmung oder Beschädigungen.

Johnson wandte sich an lokalen Experten für 3D-Scanning, genauer den Artec 3D Gold-zertifizierten Partner My Engineering Ltd. aus Alberta, Kanada. Das Scannen fand dann direkt in den Räumlichkeiten der Firma statt.

Das Einrichten des Geweihs dauerte nur zwei Minuten, gefolgt von einem fünfminütigen Scan mit Artec Leo. Leo ist ein professioneller tragbarer 3D-Scanner, der submillimetergenaue 3D-Farbscans mit einer hohen FPS-Erfassungsrate und keinerlei extern Kabel erfordert, wenn man sich um das zu scannende Objekt herumbewegt.

Auf dem rückseitigen Touchscreen-Display von Leo können Sie Ihre Scans in Echtzeit sehen und sich umgehend vergewissern, dass das zu scannende Objekt zu 100 % erfasst wurde.

Nach dem Scannen wurden die Daten an die Software Artec Studio übertragen, wo sie in den nächsten 56 Minuten verarbeitet und in ein farbiges, für den 3D-Druck und andere Anwendungen geeignetes 3D-Modell umgewandelt wurden.

Screenshot von Artec Studio: fertiges 3D-Modell aus den Leo Scans von Geweih und Schädel. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Ein OBJ-Modell wurde exportiert, das unter anderem auf Sketchfab geladen werden konnte. Für den 3D-Druck wurde ein STL-Modell verwendet, wobei das Material der Wahl PLA war.

Johnson äußert sich zum Scanprozess selbst: „Es war mir wichtig, dass keine Sprays oder Aufkleber auf dem Geweih verwendet werden, was bei vielen 3D-Scannern eine Notwendigkeit ist. Aber Leo kam auch ohne beides bestens zurecht. Und das Scannen ging sehr schnell. Wenn ich mir jetzt das 3D-Modell des Geweihs auf dem Bildschirm ansehe, bin ich überwältigt, wie gut selbst die kleinsten Details zu erkennen sind.“

Bevor er sich für das 3D-Scannen entschied, hatte Johnson eine andere Möglichkeit für das Geweih in Betracht gezogen: die Vervielfältigung durch manuelles Abformen, um eine naturgetreue Kunststoffreproduktion zu erstellen. Ein solches Verfahren ist jedoch nicht nur kostspielig (Johnson erhielt einen Kostenvoranschlag über 2.400 US-Dollar gegenüber 330 US-Dollar für das Scannen mit Leo), sondern es besteht auch die Gefahr, dass die Kunststoffnachbildung irgendwann zerstört oder gestohlen wird.

Eine der ersten Anwendungen, die My Engineering Johnson anbot, war der 3D-Druck einer Miniaturkopie des Geweihs und des Schädels. Johnson war von der Idee angetan. Und die Ergebnisse sprechen für sich.

3D-gedrucktes maßstabsgetreues Modell von Geweih und Schädel. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Der Geschäftsführer von My Engineering, Tim Gaida, P.Eng, sagt dazu: „Für das entstandene maßstabsgetreue Modell des Geweihs gibt es viele weitere Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich der Online-Darstellung, wie etwa VR/AR-Nutzung, und ganz zu schweigen von der Idee, 3D-Scans für die Bewertung des Geweihs zu verwenden.“

Er fährt fort: „Jäger bewerten Geweihe traditionell mit einem Maßband, um die Größe und Proportionen des Geweihs zu bestimmen. Aber mit dem 3D-Scannen wird dieser Ablauf um ein Vielfaches präziser, denn ich kann Ihnen in Sekundenbruchteilen die genauen volumetrischen Abmessungen des Geweihs von oben bis unten mitteilen. Jeder Zinken, jede Krone und jede Spreizung.“

Artec Studio: Röntgenmodus-Ansicht des 3D-Modells von Geweih und Schädel. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Gaida erklärt auch, dass es in Zukunft ein Leichtes wird, das Geweih erneut zu scannen und das daraus resultierende 3D-Modell mit dem ursprünglichen 3D-Modell des Geweihs zu vergleichen, um eventuelle Schäden oder andere Veränderungen, die in der Zwischenzeit entstanden sein können, zu überprüfen.

Dazu Gaida: „Das eignet Artec Leo und die Software Artec Studio ideal für Museen und Privatsammlungen. Durch das Scannen eines Objekts, etwa eines Gemäldes oder einer Skulptur, kann man seinen gegenwärtigen Zustand nachvollziehen und diesen im Laufe der Zeit mit Scans, die in der Regel nur ein oder zwei Minuten dauern, nachvollziehen.“

Frisch 3D-gedrucktes maßstabsgetreues Modell des Geweihs und des Schädels. Bild mit freundlicher Genehmigung von My Engineering Ltd.

Gaida weiter: „Das Verfahren ist auch zu 100 % sicher, da man das Objekt nicht berühren, kein Spray oder Marker verwenden muss. Und sobald man die Scans hat, kann man sie leicht für eine Online-Ausstellung, VR, AR oder vielleicht für die additive Fertigung verwenden, um hochrealistische 3D-gedruckte Repliken in verschiedenen Größen zu erstellen.“