3D-Modelle von (2D) Fotos erstellen

3d Modelle von 2D Fotos

Wir erhalten viele Anfragen von unseren Kunden, ob wir nicht anhand eines/mehrerer Fotos ein Objekt 3D-Drucken können. Wie Sie ja bereits wissen, werden für den 3D-Druck „druckfähige“ 3D-Modelle benötigt. Ob ein Foto/die Fotos ausreichen, um daraus ein 3D-Modell zu erstellen, hängt stark vom vorhandenen Bildmaterial ab. Manchmal reicht ein Foto des Objekts schon aus. In einigen Fällen kann das Vorhaben aber auch praktisch unmöglich sein. Dies hängt von verschiedenen Faktoren des Bildmaterials und des zu druckenden Objektes ab.

In diesem Artikel wollen wir Ihnen einige Anwendungsfälle darstellen und Ihnen Ihre Möglichkeiten aufzeigen, wie Sie aus 2D einfach 3D-Modelle machen.


Anwendungsfälle

1. Technische Objekte

Meist sind es Funktionsteile eines lieb gewonnen Gebrauchsgegenstandes (Kaffeemaschine, Nähmaschine, Oldtimer oder andere Haushaltsgeräte), die kaputt gegangen sind. Hier müssen wir nochmal zwischen Objekten mit einer geometrisch relativ einfachen Form und komplexen Objekten unterscheiden.

Einfache Geometrien

Einfache Geometrien erleichtern die Arbeit enorm, diese Objekte können meist ohne großen Zeitaufwand nachkonstruiert werden.
Dazu stehen Ihnen verschiedene kostenpflichtige Softwarelösungen zur Verfügung (bspw. Inventor, Fusion 360). Es gibt aber auch kostenfreie Programme zum Erstellen von 3D-Modellen (FreeCAD, TinkerCAD, uvm). Besonders hervorsticht dabei TinkerCAD, es gilt als das wahrscheinlich am einfachsten zu lernende 3D-Programm. (Hier finden Sie ein kurzes Tutorialvideo über die Funktionen des Programms.)

Eine ausführlichere Darstellung zu ausgewählten 3D-Programmen finden Sie auf unserer Seite 3D-Programme für Einsteiger und Fortgeschrittene.


Einfache Geometrien 3D Druck Beispiel Gehäuse

Beispiel einer recht einfachen Geometrie. Es sind keinerlei Freiflächen vorhanden (sprich alles lässt sich in geometrischen Grundkörpern darstellen), die Wandstärken sind einheitlich, es sind nur recht wenige Punkt auszumessen.

Geometrisch komplexe Objekte

Hohe geometrische Komplexität zeichnet sich unter anderem durch das Vorhandensein von Freiflächen aus. Freiflächen sind Flächen, welche nicht durch geometrische Grundkörper aufgebaut werden können (Kugel, Zylinder, Würfel, Kegel o. ä.). Diese Objekte zu konstruieren erfordert einen hohen Aufwand. Es gibt zwei technische Verfahren, die Ihnen einen großen Teil der Arbeit abnehmen können.


Komplexe Geometrien 3D Druck Beispiel Mitnehmer

Beispiel einer eher komplexen Geometrie. Im Modell sind mehrere Freiflächen vorhanden. Weiterhin verfügt das Modell über zahlreiche Details, welche einzeln ausgemessen und korrekt gesetzt werden müssen.

3D-Scan

Die 3D-Scantechnologie ermöglicht es Ihnen, ein 3D-Modell von Ihrem Objekt zu erstellen. Jedoch benötigen die Scan-Dateien fast immer noch eine Nachbearbeitung durch einen erfahrenen Designer oder Ingenieur.
Sollten Sie keinen eigenen 3D-Scanner zur Verfügung haben oder sich die Nachbearbeitung nicht zutrauen, es gibt Dienstleister, die diese Arbeiten für Sie übernehmen. Die sollten allerdings beachten, dass dieser Service zwischen EUR 150 – 500 (inkl. 19 % MwSt.) kosten kann. Für sehr ausgefallene/komplexe Objekte (viele Hinterschneidungen, Bereiche die nicht gescannt werden können) oder wenn sehr geringe Toleranzen erforderlich sind, können die Kosten auch schon mal in einen vier- oder gar fünfstelligen Bereich vordringen.



Photogrammetrie

Dieses Verfahren dient dazu, aus Fotos 3D-Darstellungen zu erschaffen. Eine ausführlichere Erläuterung dazu finden Sie hier.
Dabei ist zu beachten, dass diese Fotos gleichmäßige Parameter haben, d. h. der Abstand zum Objekt sollte gleich sein. Es werden auch immer Sets von Fotos aus verschiedenen Richtungen und Winkeln benötigt. Eine Möglichkeit dies umzusetzen ist es, das Objekt auf einen Drehteller zu platzieren und die Kamera mit einem Stativ zu versehen. Dann drehen Sie das Objekt langsam und machen dabei bis zu 50 Bilder. Wichtig ist es noch, die Höhe der Kamera zu variieren und den Vorgang zu wiederholen. Eine gute Möglichkeit das Ergebnis zu verbessern, kann sein, dass Objekt (wenn möglich) in eine andere Position zu bringen und die Prozedur noch einmal durchzuführen.
Soweit so einfach. Nun muss die Vielzahl an Fotos noch zu einem 3D-Modell zusammengeführt werden. Dies können Sie z. B. mit der kostenlosen Software Insight3D. Die Autoren der englischsprachigen Wikipedia haben sich die Mühe gemacht und eine umfangreiche Übersicht von kostenlosen/kostenpflichtigen Programmen erstellt. Oftmals müssen diese 3D-Modelle noch einmal nachbearbeitet werden, da sich kleine Fehler „eingeschlichen“ haben, oder Oberflächen nicht korrekt/sinnvoll dargestellt wurden.


2. Skulpturen/3D-Modelle von Personen

Etwas anders sieht es bei Skulpturen oder Personen aus. Häufig treten Kunden mit der Bitte an uns heran, anhand eines Fotos eine 3D-Figur zu erstellen. Oder eine Replika von einem Kunstobjekt anzufertigen. Manchmal gibt es auch den Wunsch aus einer einfachen Zeichnung/Kinderzeichnung ein 3D-Modell zuerstellen.

Hier müssen wir zwischen 2 Fällen unterscheiden:

Es liegt nur ein Foto oder eine Zeichnung als Grundlage vor.

Dies ist der schwierigste Fall, dessen Ergebnisse auch mit einer gewissen Ungenauigkeit ausgestattet sind. Denn von einem Foto können die „Ausmaße“ z. b. eines Menschen nur ungenau abgelesen werden.
Auch hier gibt es wieder die Möglichkeit, dass Sie es selbst versuchen. Eine einfache und kostenfreie Software dafür finden Sie bei Smoothie-3d.com (für einfache Anwendungen). Eine andere Möglichkeit besteht darin, selbst zum „digitalen Bildhauer“ zu werden und mit Hilfe von Programmen wie ZBrush oder Sculptris das Objekt/die Person, quasi von Hand nachzumodellieren (sehr zeitintensiv).
Eine Schwierigkeit bei der Erstellung eines 3D-Modells auf Grundlage eines Fotos ist die realistische Darstellung von individuellen Details.

Für den speziellen Anwendungsfall, dass Sie ein 3D-Logo erstellen wollen, gibt es das Verfahren der Extrusion. Dabei wird aus dem Logo zunächst eine Vektordatei erstellt. Dafür können Sie bspw. die kostenfreien Bildbearbeitungsprogramme GIMP oder Inkscape verwenden. Kurze Anleitungsvideos, wie es funktioniert, haben die Autoren von Chip.de erstellt, zu finden hier: GIMP, Inkscape. Diese Vektordateien (meist .svg/.svgz) müssen Sie nun in ein geeignetes CAD-Programm laden und können es nun in die dritte Dimension „ziehen“. Hier finden Sie ein kurzes Tutorialvideo wie dies mit dem Programm TinkerCAD funktioniert.

3D Druck aus einer Kinderzeichnung

3D Druck einer Kinderzeichnung

Es liegen mehrere Fotos vor.

In diesem Fall bieten sich Ihnen 3 Optionen.

  • Option 1: Mit Programmen wie z.B. FaceGen können Sie schon aus 2 – 3 Fotos eines Gesichts, ein einfaches 3D-Modell erzeugen. Diese 3D-Modelle sind noch recht einfach gehalten, aber häufig ausreichend für eine weitere Verwendung.
  • Option 2: Natürlich können Sie mit den genannten Sculpting-Programmen (ZBrush, Sculptris) auch selbst modellieren, dies erfordert viel Geschick und einiges an Übung.
  • Option 3: Die oben beschriebene Photogrammetrie bietet Ihnen auch hier wieder eine Möglichkeit, zu Ihrem 3D-Modell zu gelangen.
3D druck aus fotos hund

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Über 3Faktur: 3Faktur ist Spezialist für 3D-Druck und Rapid Prototyping. Wir arbeiten mit zahlreichen 3D Druckverfahren und -systemen, sowie unzähligen Materialien im Prototypenbau und in der Kleinserienproduktion. Sollten Sie Fragen zu Ihrem Projekt haben, können Sie uns gern kontaktieren.