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Ausprobiert: 3D-Scanner Cubify Sense von 3D Systems

Mit seinen drei unregelmäßig verteilten Augen erinnert der 3D-Handscanner Cubify Sense sehr an Microsofts erste Kinect. Doch Sense liegt dank des Griffes nicht nur besser in der Hand, man kann seinem Zielobjekt auch näher auf die Pelle rücken.

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(Bild: Ralf Bieler)

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In Aktion haben wir die Cubify Sense zum ersten Mal beim Scannen in 3D der Euromold 2013 in Frankfurt gesehen – zu kaufen gab es sie da noch lange nicht. Diesen 3D-Scanner, der auf Gegenstände ein Infrarot-Lichtmuster projiziert und aus der Verzerrung des Musters auf der Oberfläche deren Form berechnet, haben wir anschließend etwas aus den Augen verloren. Das hatte Gründe: Zum einen gab es seinerzeit bereits eine ganze Palette zum Teil kostenloser 3D-Scan-Anwendungen für die verbreitete Kinect der ersten Generation für Xbox oder Windows. Die arbeitete nach dem gleichen Muster – und verglichen damit schien Cubify Sense trotz ihres stolzen Preises von gut 300 Euro von der Technik her keine neue Qualität zu bieten. Noch dazu kam bald nach der Sense die zweite, leistungsfähigere Version der Kinect mit deutlich höherer räumlicher Auflösung auf den Markt, gefolgt von erster 3D-Scan-Software dafür.

Dessen ungeachtet ist die Cubify Sense allerdings so gut wie das einzige 3D-Scanner-System seiner Preisklasse aus einem Guss: Hardware und Software stammen von einem Hersteller und spielen auf Anhieb zusammen, wo man bei anderen Sensor- und Software-Kombinationen zum Teil noch von Hand Treiber nachinstallieren muss. Grund genug, die Cubify Sense jetzt endlich einmal selbst auszuprobieren.

Die Inbetriebnahme ist denkbar einfach, Software, Treiber und Hardware sind schnell installiert. Das Produkt muss einmal übers Internet registriert werden, dabei erhält man eine vierstellige Nummer, mit der man beliebig viele Software-Installationen für dieselbe Scanner-Hardware freischalten kann. Einen Überblick zum Scan-Vorgang und einige Ergebnisse zeigt die Bilderstrecke.

3D-Scanner Cubify Sense von 3D Systems (10 Bilder)

Cubify Sense in der Werbung

So sieht es in der Werbung aus: Links der Handscanner Cubify Sense, in der Mitte das Zielobjekt, rechts der Rechner mit der Software, auf der live das Bild entsteht. In der Praxis klappt das so nicht: Der Abstand zwischen Scanner und Schuh ist zu klein, der wiederum hat spiegelnde Teile, und weil der Rechner im Weg steht, lässt sich auch seine zweite Seite gar nicht erfassen. Die Realität zeigt dann das nächste Bild.
(Bild: Cubify.com)

Die Software führt den Benutzer auf einfache Weise in wenigen Schritten von der Auswahl eines Scan-Szenarios (kleine, mittlere oder große Gegenstände; Person als Büste oder Ganzfigur) bis zum Export der 3D-Datei in eines der Standardformate PLY, STL oder OBJ. Wer einen Cube-3D-Drucker von 3D Systems besitzt und dessen zugehörige Software auf demselben Rechner installiert hat, kann auch den Scan direkt an die Druckersoftware schicken – was wir mangels Cube im Haus allerdings nicht ausprobieren konnten.

Im Test erwies sich der eigentliche Scan-Vorgang als ähnlich diffizil wie mit einer Kinect. Mit etwas Übung bekommt man aber komplette Rundum-Scans von Objekten ab Melonengröße aufwärts hin, ohne dass die Software den Faden verliert. Dabei lässt sich Sense dank des Griffs allerdings deutlich bequemer handhaben als die Kinect, die ja eigentlich dafür konstruiert wurde, vor einem Fernseher zu stehen. Beim 3D-Scan mit einem Drehteller kann man die Sense zudem auf ein Stativ schrauben.

Je nach Hardware rechnet die Software den Sensor-Input mit Hilfe der CPU oder GPU live in ein stetig wachsendes 3D-Modell um. Ist der Scan zu Ende – entweder nach einem Tastendruck oder nachdem Gegenlicht, Bewegungen in der gescannten Szene oder andere Störungen den Algorithmus aus dem Tritt gebracht haben – entfernt die Software in einer kurzen Rechenpause automatisch lose Fragmente und anderes Rauschen aus dem Scan.

In den nächsten Schritten bietet sie halbautomatische Werkzeuge etwa fürs Zuschneiden oder Schließen von Löchern an. Die erfüllen ihren Zweck, sodass man im Idealfall allein mit Bordmitteln zu druckfertigen Vorlagen kommt. Doch wer noch mehr aus dem rohen Scan rausholen will, stößt dabei schnell an Grenzen. So bekamen wir die Tropfnasen an der Kante unter dem Bildschirm des Vintage-Mac nicht glattgeschliffen, sodass eben doch eine Intensiv-Kur in Meshmixer oder einem anderen 3D-Werkzeug für den Feinschliff fällig wird.

Auffällig ist, dass Cubify Sense auch größere ebene Flächen als feines Gitter aus vielen Knoten anlegt. Dadurch bestehen auch die 3D-Scans einfacher Objekte wie dem von uns gescannten Vintage-Mac aus recht vielen Polygonen. Andere 3D-Scan-Programme wie ReconstructMe gehen da cleverer vor und reduzieren die Zahl der Knoten gezielt an solchen Stellen des Oberflächennetzes, an denen die Form nicht sichtbar darunter leidet. Im direkten Vergleich mit dieser Software fällt zudem deutlich auf, was Cubify Sense an weiteren Stellschrauben fehlt: etwa eine wählbare Verzögerung des Scan-Starts oder genaue Maßvorgaben für den zu scannenden Raumausschnitt. Das ist eben der Preis für eine übersichtliche Bedienoberfläche, die ihren Nutzern erspart, tiefer in die Materie einzusteigen.

Wer eine Cubify Sense kauft, muss allerdings nicht zwingend auf all diese Möglichkeiten verzichten: Installiert man zusätzlich zur Sense-Software von 3D Systems noch ReconstructMe, kann man auch aus dieser Software heraus das Sense-Handgerät benutzen. Der Hintergrund: Auch in diesem steckt ein Sensor des Herstellers PrimeSense, wie in den Kinects der ersten Generation. Und der lässt sich auch mit demselben Treiberpaket OpenNI 2.2 benutzen – in unserem Test klappte das ohne weitere Installation, einfach so. Jedenfalls im Prinzip, denn ganz ohne Änderung kommt man dann doch nicht weg: Gegenüber der üblichen Hochkant-Haltung bei der Sense-Original-Software muss man das Gerät jetzt um 90 Grad drehen, sodass die drei Augen wieder nebeneinander wie bei einer Kinect liegen. Und der in der Sense eingebaute Carmine-1.09-Sensor ist für kürzere Entfernungen gedacht; er erzeugt in ReconstructMe einen systematischen Sehfehler, dessen Korrektur einige Experimente erfordert – offenbar lässt er sich aber mit einer Lesebrille für Weitsichtige korrigieren.

Wem das zu viel Gefrickel ist, der kommt mit Cubify Sense und der Original-Software durchaus auch zu ansehnlichen Ergebnissen. Allerdings darf man nicht erwarten, präzise und maßhaltige 3D-Modelle etwa für Ersatzteile aus dem 3D-Drucker oder der CNC-Fräse geliefert zu bekommen – das klappt aber auch mit anderer Software für verwandte Geräten wie Kinect & Co. nicht. Allerdings ist Cubify Sense mit 330 Euro deutlich teuerer als eine Kinect der zweiten Generation, die eine viel bessere räumliche Auflösung bietet, für die es derzeit aber noch kaum 3D-Scan-Software gibt.

Die kostenlose Alternative für gelegentliche 3D-Scans besteht derzeit in Photogrammetrie-Webdiensten. Zwar kommen dabei 3D-Modelle heraus, deren Polygonzahl nur bei etwa einem Zehntel jener eines Scans mit der Cubify Sense liegt. Für gewöhnliche 3D-Drucker mit ihrer begrenzten maximalen Modellgröße reicht das allerdings in der Regel völlig aus. (Peter König) / (pek)