von Fabian Kuschke und Mathias Seipel, AR Entwickler bei k+k

Objekte mit dem iPhone in 3D erfassen

Wir testen Apples Object Capture Funktion

Die neue Object Capture Funktion von Apple macht es möglich, ein physisches, dreidimensionales Objekt mit einer App zu fotografieren und daraus ein fotorealistisches 3D-Modell zu erstellen. In nur wenigen Minuten kreierst Du somit beeindruckende Modelle, die z.B. für Augmented Reality nutzbar sind. Alles, was Du dafür brauchst, ist ein iPhone und Mac. Wir haben die Funktion getestet und sind begeistert, wie leicht es geht. Hier findest Du unseren Testbericht für das 3D-Scan-Verfahren.

3D-Modelle leicht gemacht - mit iOS 15

Augmented Reality ist seit Langem in aller Munde und wird auch schon in vielen Bereichen angewandt. 3D-Filter sind in den sozialen Medien mittlerweile zur Normalität geworden. Um Kunden auf sich aufmerksam zu machen, kommen mittlerweile vermehrt auch 3D-Modelle im Marketing und Vertrieb zum Einsatz.

Dabei ist die Erstellung von 3D-Modellen aktuell noch immer die größte Herausforderung und Barriere für Unternehmen. Dieses Problem hat auch Apple erkannt und mit der neuen iOS 15 Version die Möglichkeit eingebunden, mit wenigen Handgriffen ein 3D-Modell selbst zu erschaffen.

Aktuell gibt es bereits Apps, die mithilfe des LiDAR-Scanners 3D-Objekte von realen Gegenständen erstellen. (Welche Vorteile der LiDAR-Scanner für Dein Marketing bringt, haben wir Dir in diesem Blogbeitrag zusammengefasst.) Mit iOS 15 sind auch andere Geräte, welche mindestens 2 Kameras auf der Rückseite besitzen, in der Lage, 3D-Modelle zu generieren. Dazu zählt zum Beispiel das iPhone X, welches 2017 vorgestellt wurde und nun auch schon etwas “in die Jahre gekommen” ist.

Wie funktioniert das Erstellen eines 3D-Modells?

Wir wollten es genau wissen und haben es ausprobiert. Unser Testgerät hierbei war ein iPhone X, auf welchem die iOS 15 Beta installiert ist. Damit Entwickler lernen, wie solch ein Verfahren abläuft, hat Apple Sample Codes bereitgestellt. (Sample Codes sind Anwendungen, mit denen Entwickler Innovationen testen, bevor sie offiziell in Apps verfügbar sind. Diese vorgefertigten Anwendungen lassen sich auf dem Mac und dem iPhone nutzen. Hier findest du die Mac Sample Code und die iOS Sample Code.) Die Sample Codes für die Generierung von 3D-Modellen, sind kinderleicht anzuwenden und setzen einzeln erstellte Bilder des physischen Objektes zu einem dreidimensionalen Modell samt Textur zusammen. Dabei helfen markante Punkte (Strukturen, Kanten, Hell-Dunkel-Muster, usw.), die sich in verschiedenen Bildern wiederfinden und abgeglichen werden.

Und so geht’s: Als Erstes musst Du die notwendige App auf dem iPhone installieren. Mit dieser App musst du mindestens 20 Bilder des realen Objektes anfertigen, aus denen dann in einem späteren Schritt das 3D-Modell generiert wird. Grundsätzlich gilt hier, je mehr Fotos von dem realen Objekt erstellt wurden, desto detailgetreuer wird dieses später in 3D dargestellt.

So viel zur Theorie. Nun zu unserem Beispiel aus der Praxis:

1. Bilder erstellen

Wir haben uns für eine kleine Actionfigur entschieden, von der wir 100 Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven gemacht haben – ganz nach dem Motto: Lieber zu viel als zu wenig.

 

Ein Bild wird mit der App von Apple erstellt.
Ein Bild wird mit der App von Apple erstellt.
Das ist eines der Bilder, die wir geschossen haben.
Das ist eines der Bilder, die wir geschossen haben.

Tipp, wenn Du es auch probieren möchtest: Umkreise das Objekt, welches Du scannen willst, seitlich. Bleib dabei auf dem Auflöser der Kamera. Mach dann nochmal weitere Bilder mit leichter Draufsicht (Vogelperspektive) und auch von unten nach oben (Froschperspektive).

Apple empfiehlt neben einer großen Anzahl von Fotos auch optimale Lichtverhältnisse, ein Stativ und eine Einrichtung, die das Objekt dreht während es seine Position im Raum aber beibehält. Wir haben bei unserem Test darauf verzichtet.

2. Daten übertragen

Nachdem Du die Fotos erstellt hast, überträgst Du diese inkl. der dazugehörigen Metadaten, wie Tiefen und Positionen, auf den Mac.

Übertragung der Metadaten auf den Mac
Übertragung der Metadaten auf den Mac

3. 3D-Modell erstellen

Mit Hilfe dieser Daten, kannst Du nun die Erstellung des 3D-Modells starten. Dazu brauchst du macOS Beta Monterey. Die notwendige Anwendung auf dem Mac kann aus den generierten Daten des iPhones nun das 3D-Modell erstellen. Hier gibt es auch diverse Einstellungsmöglichkeiten wie z.B. die Genauigkeit des Modells. Diese entsprechenden Einstellungen nehmen maßgeblich Einfluss auf die finale Größe der generierten Datei. Desto detailgetreuer, desto größer die Datei. Das sogenannte "Preview-Modell" hatte in unserem Beispiel 3.4 Megabyte. Auf mittlerer Auflösung schon 44.2 Megabyte.

Das Ergebnis kann sich durchaus sehen lassen.

Unsere Actionfigur im virtuellen 3D-Raum
Unsere Actionfigur im virtuellen 3D-Raum

 

Das Ausgabeformat ist das Disney-Format USDZ und kann bequem an anderen Apple Geräten, mit Hilfe des QuickLook Frameworks, verwendet werden.

Dieses Modell kann auch ohne die iOS 15 Beta, virtuell oder in AR, betrachtet werden.

So sieht die Figur in AR aus.
So sieht die Figur in AR aus.

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Frag uns einfach. Wir beißen nicht. ;-) Sehr gerne beantworten unsere Experten Deine Fragen. Am besten geht das, indem Du hier gleich einen Termin vereinbarst. Unverbindlich und kostenlos.


Unser Fazit  

Das Objekt-Scannen von Apple liefert jetzt schon, mit der zweiten Beta iOS 15 bzw. macOS Monterey, sehr realistische Ergebnisse, die sich sehen lassen können. Unser AR-Modell ist sehr detailgetreu und lässt sich frei im Raum verschieben, skalieren und rotieren.

Das Praktische daran ist, dass aus jedem physischen Objekt ein 3D-Modell generiert werden kann. Außerdem wird momentan die Beta-Software nur für das Scannen bzw. die Erstellung benötigt. Wenn das 3D-Modell erstellt ist, kann dieses auf aktuellen bzw. auf älteren iOS Versionen und Geräten verwendet werden.

Apples Object Capture gehört zu den Verfahren der Fotogrammetrie. Unter Fotogrammertie versteht man alle Methoden, die Objekte ohne Berührung ausmessen und die so ermittelten Daten auswerten können. Dabei wird die Lage, die Beschaffenheit und die Geometrie des Objektes und seiner Umgebung berücksichtigt und zu digitalen Modellen, etwa für Karten oder Pläne, zusammengestellt. Die dafür benötigten Bilder können von Fotos, aber auch Laserscannern oder Drohnen stammen. War Fotogrammetrie früher noch sehr aufwendig, so gelingen Dir schon heute coole 3D-Scans mit Deinem Smartphone in nur wenigen Schritten.

Fotogrammetrie für besseren Sales

Apples Neuerung hilft dabei, Fotogrammetrie zugänglicher zu machen und die Einstiegshürden in diese Technologien zu verringern. Wenn auch im Moment noch für Entwickler gedacht, so können die Fortschritte auf diesem Gebiet schon bald ganz neue Möglichkeiten für die Nutzung von Augmented Reality Anwendungen bieten. Angewandt werden Fotogrammetrie-Verfahren bereits in der Archäologie bei Ausgrabungen, um Objekte, Anlagen oder Gebäude in 3D zu dokumentieren oder zu rekonstruieren. Zukünftig könnten Unternehmen damit mit wenigen Klicks ihre Produkte für einen Shop oder eine AR App dreidimensional abbilden und das Kundenerlebnis weiter verbessern. In diesem Promo-Video siehst Du beispielsweise, wie ein Stuhl gescannt und schließlich als digitales Modell eine Kundin in einer AR App überzeugt.

Die Möglichkeiten des Scannens sind schier unerschöpflich. Wie es aussieht, wenn ein Strohhut, ein Laufschuh oder eine Ananas gescannt werden, kannst Du Dir in diesem Artikel ansehen.

Probier’s selbst aus. Weitere Details findest du in der Anleitung des Apple Entwicklers Matt Waller hier oder in diesem Apple-Entwickler-Tutorial.

 

 

Bilder © k+k information services GmbH, 2021
Titelbild © Marcel, adobe.stock.com, 2021 (nachbearbeitet)

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