3D-Scanning für Medizin, CGI und E-Commerce
Das Berliner Unternehmen botspot entwickelt 3D-Scansysteme für höchste Anforderungen. Zur Erfolgsgeschichte von botspot trägt auch die langjährige Partnerschaft mit Canon bei.
„Canon-Kameras und -Objektive bieten uns die Kombination aus Bildqualität, Langlebigkeit und Flexibilität, die wir für unsere Scan-Lösungen benötigen“, sagt Volker Oppmann, Projektmanager bei botspot. „Das Canon-EOS-Kamerasystem liefert eine hochwertige fotografische Basis, um mit unseren botspot-Scannern präzise 3D-Modelle zu erzeugen. Dabei sind unsere Systeme einfach zu bedienen und gewährleisten Qualität, Wiederholbarkeit und Effizienz.“
3D-Scanner kommen in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz. So liefern sie beispielsweise dreidimensionale Modelle für Anwendungen im E-Commerce, in der Gaming- und Filmindustrie oder in der Medizin. Die hohe Präzision der botspot-Scanner ist die Basis für fotorealistische 3D-Modelle. Darüber hinaus ist der Aufwand bei der CGI-Nachbearbeitung geringer. Das spart den botspot-Kunden Zeit und Kosten.
Botspot bietet zwei Grundkonfigurationen von 3D-Scannern an, die unterschiedliche Anwendungsbereiche abdecken. Bei allen 3D-Scans ist das Ziel, zum einen die räumliche Geometrie der Scan-Objekte exakt zu erfassen und zum anderen die Oberflächen und Farben präzise abzubilden und dann in 3D-Daten zu überführen. Die botspot-Scanner nutzen dafür ein fotogrammetrisches Verfahren, das auf der fotografischen Aufnahme der Objekte aus mehreren Perspektiven basiert.
3D-Scanner mit bis zu 160 Kameras
Der NEO-Full-Body-Scanner erfasst mit bis zu 160 Kameras Personen und große Objekte.
Der NEO-Full-Body-Scanner ist für das Scannen von Personen konzipiert. Das System integriert dafür bis zu 160 Canon-Kameras und -Objektive, die über die botspot-Soft- und Hardware miteinander synchronisiert sind und alle im selben Moment auslösen. Die kurze Aufnahmezeit von nur 0,01 Sekunden verhindert Artefakte durch Bewegungen der Person im Scanner, welche andernfalls die Qualität des 3D-Scans beeinträchtigen und eine zeitaufwändige Nachbearbeitung der Daten erfordern würden.
NEO kommt beispielsweise in den Bereichen CGI und Film zum Einsatz, wo realistische digitale Avatare benötigt werden. Auch in medizinischen Anwendungen, beispielsweise bei der dreidimensionalen Erfassung von Patienten zur Herstellung von passgenauen Prothesen, spielt der NEO-Scanner seine Vorteile aus.
Botspot verwendet im NEO-Full-Body-Scanner in der aktuellen Konfiguration EOS-2000D-DSLR-Kameras. Für künftige Scanner-Generationen wird aktuell der Einsatz der spiegellosen Canon EOS R100 vorbereitet. Die EOS R100 bietet eine höhere Bildqualität und im Vergleich zur DSLR weniger mechanische Komponenten durch den Wegfall des Spiegelsystems. Das bedeutet weniger Abnutzung und damit eine längere Lebensdauer der Kamera.
Objektivseitig setzt botspot im NEO Canon-Kit-Zoomobjektive ein, die flexibel für unterschiedliche Aufgaben verwendbar sind. Die Kitobjektive bieten zudem ein exzellentes Preis-Leistungs-Verhältnis – dieser Faktor spielt bei bis zu 160 Kameras und Objektiven im System eine Rolle.
Für qualitativ anspruchsvolle Projekte im Film- und CGI-Bereich kommen auch Canon-Objektive mit fester Brennweite zum Einsatz. Die Verwendung eines 50-mm-Objektivs sorgt für noch mehr Detailgenauigkeit und Auflösung bei der Erfassung von Gesichtern, Haaren und Hautstrukturen.
Neben der Kameratechnik ist die Beleuchtung der Schlüssel zur hohen Qualität und Effizienz des NEO: Botspot nutzt indirektes Blitzlicht, das durch die weißen Innenwände der Scanner-Kammer auf das Objekt reflektiert wird. Diese Methode sorgt für eine homogene, schattenfreie Ausleuchtung und ermöglicht konsistente, wiederholbare Ergebnisse.
Für eine zweite Aufnahme wird je nach Anforderung ein diffuses Muster auf die Person projiziert. Auf diese Weise verbessert man die Erfassung der Geometrie, insbesondere bei glatten, homogenen Stoffen oder Materialien wie Leder.
3D-Objektscanner mit Drehteller
Die zweite Kategorie sind botspot-3D-Objektscanner. Diese wurden speziell für das Scannen von kleinen bis mittelgroßen Objekten entwickelt und bieten eine extrem hohe Detailgenauigkeit. Sie arbeiten mit sieben bis neun Canon-Kameras, dabei kommen die Modelle EOS R5 oder EOS R7 zum Einsatz. Diese sind halbkreisförmig um einen Drehteller angeordnet. Meist kommen auch hier Zoomobjektive zum Einsatz, um den Bildausschnitt für unterschiedlich große Objekte optimal einstellen zu können.
Der Drehteller bewegt sich beim Scanvorgang je nach Qualitätsanforderung in 5-, 10- oder 15-Grad-Schritten. So wird das Objekt aus allen Winkeln präzise erfasst. Der Scanvorgang dauert mehrere Minuten, es lassen sich also nur unbewegte Objekte scannen.
Datenverarbeitung
Die Verarbeitung der mit den Canon-Kameras erfassten Bilddaten ist ein wesentlicher Bestandteil des 3D-Scanning-Prozesses. Bei einem typischen Scan erzeugt der NEO-Full-Body-Scanner bis zu 320 Bilder pro Scan. Bei den Objektscannern werden je nach Drehwinkel und Anzahl der Kameras sogar bis zu 1.296 Einzelbilder in hoher Auflösung erfasst. Im nächsten Schritt werden diese Bilddaten in fotogrammetrische 3D-Modelle umgerechnet. Um die enormen Datenmengen zu verarbeiten, setzt botspot speziell konfigurierte Hochleistungsrechner ein.
Ein typisches Set-up für botspot NEO besteht aus zwei Scan-Rechnern, die für die Verwaltung der Kameras und die Verarbeitung der Bilddaten zuständig sind. Diese Scan-Rechner haben jeweils eine Kapazitätsgrenze von bis zu 80 Kameras. Die Scan-Rechner übertragen die erfassten Daten an den sogenannten Calc-PC, der für die eigentliche Erstellung des 3D-Modells zuständig ist. Für Projekte mit großen Datenmengen setzt botspot teils mehrere Berechnungsrechner parallel ein, um die Verarbeitung zu optimieren und Verzögerungen zu vermeiden.
Umrechnung in fotogrammetrische 3D-Daten
Die Umwandlung der 2D-Fotodaten in ein 3D-Modell basiert auf der Fotogrammetrie. Hierbei identifiziert die Software markante Punkte (sogenannte Landmarks) auf den einzelnen Bildern und vergleicht deren Positionen zueinander in den Aufnahmen aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Die genaue Position jedes Landmarks wird dann mithilfe mathematischer Modelle im dreidimensionalen Raum berechnet. Dadurch entsteht eine sogenannte Punktwolke, welche die grundlegende Struktur des Objekts darstellt. Im nächsten Schritt wird aus dieser Punktwolke ein Polygonnetz (Mesh) erstellt, das die Geometrie des Objekts detailliert beschreibt. Der finale Schritt in der fotogrammetrischen Verarbeitung ist das Aufbringen der Textur,die man anhand der fotografischen Bilddaten erzeugt. Dazu wird jedes Bild in kleine Mosaikstücke zerlegt, die dann auf die Oberfläche des Modells projiziert werden. Die verwendeten Softwarelösungen wie Reality Capture ermöglichen dabei einen hohen Grad an Automatisierung und liefern exakte Ergebnisse, die gerade in den Bereichen CGI und E-Commerce von besonderer Bedeutung sind.
„Digital Spray“ für Oberflächen
Mithilfe der Digital-Spray-Technologie lassen sich komplexe Objektive und glänzende Oberflächen in 3D-Modelle überführen.
Um homogene oder glänzende Oberflächen korrekt zu scannen, hat botspot die „Digital Spray“-Technologie entwickelt. Hinter diesem Begriff verbirgt sich ein Verfahren, bei dem ein diffuses Muster mithilfe von Laser-Projektoren auf die Oberfläche projiziert wird. Diese Methode erleichtert die Struktur- und Geometrieerkennung bei schwierigen Objektoberflächen. Mit dem Digital Spray ist es möglich, Objekte oder Personen zu scannen, die sich sonst aufgrund ihrer glatten oder reflektierenden Oberflächen schwer oder gar nicht erfassen lassen.
Anwendung in CGI und 3D-Modellierung
Die Erzeugung präziser, detailreicher 3D-Modelle ist für CGI-Anwendungen entscheidend. Im Bereich Film und Videoproduktion beispielsweise bietet botspot Produzenten die Möglichkeit, digitale Avatare oder „Digital Twins“ der darstellenden Personen zu erzeugen. Die Avatare werden in CGI-Produktionen verwendet, um reale Szenen zu simulieren, die ansonsten aufwändige Dreharbeiten erfordern würden.
Ein spannendes Beispiel für eine CGI-Produktion, bei der man botspot NEO direkt am Set einsetzte, ist die historische Serie „Those About to Die“. Hier wurden nicht nur die Schauspieler, sondern sogar Pferde für die Darstellung in virtuellen Kampfszenen eingescannt. Man nutzt 3D-Modelle für E-Commerce-Anwendungen, um Produkte in interaktiven 3D-Ansichten darzustellen. Dies ermöglicht es den Kunden, Produkte wie Schuhe oder Kleidung aus allen Blickwinkeln zu betrachten, und steigert die Qualität des Einkaufserlebnisses im Online-Bereich.
SDK für nahtlose Integration und präzise Steuerung
Für kommerzielle Anwendungen wie die von botspot bietet das Canon SDK (Software Development Kit) eine kundenspezifische Integration und Steuerung der Canon-EOS-Kameras. Botspot plant, das Canon SDK umfassender einzusetzen. Die Möglichkeit, Blende, Verschlusszeit und Fokus über das SDK zu steuern, eröffnet botspot mehr Flexibilität, die eigenen Scanner noch präziser auf die spezifischen Anforderungen jedes Einsatzbereichs abzustimmen.
Wachstumsbereiche AR und VR
Die Perspektiven für 3D-Scanning sind exzellent: In Zukunft erwartet botspot ein starkes Wachstum im Bereich Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Der Bedarf an fotorealistischen 3D-Modellen steigt, besonders durch das Entstehen neuer digitaler Räume wie dem Metaverse. Durch die enge Zusammenarbeit mit Canon kann botspot flexibel und innovativ auf Kundenbedürfnisse eingehen und den technologischen Standard im fotogrammetrischen 3D-Scanning weiter verbessern.
Über botspot
Botspot ist ein Spezialist für fotogrammetrisches 3D-Scanning und hat sich zu einem führenden Hersteller von 3D-Scannern und Anbieter von 3D-Scan-Dienstleistungen entwickelt. Canon als technischer Partner für Kameras und Objektive unterstützt botspot bei der Entwicklung fortschrittlicher Lösungen zur Erstellung präziser und realitätsgetreuer 3D-Modelle. Botspot entwickelt individuelle 3D-Scanner-Lösungen für unterschiedliche Branchen – das Spektrum reicht von E-Commerce über die Filmindustrie bis hin zu medizinischen Anwendungen.
www.youtube.com/watch?v=nbykWVD0CT0
Interview mit Alexander Müller, Leiter B2B Imaging bei Canon
„Wir denken in Lösungen“
Alexander Müller, Leiter B2B Imaging bei Canon
Das Business-to-Business-Team von Canon liefert Lösungen für Behörden, Industrie, Museen, Forschungseinrichtungen in Zusammenarbeit mit Systemintegratoren – überall dort, wo professionelle Bildgebung Prozesse optimiert, Dokumentation verbessert oder neue digitale Anwendungen ermöglicht. Alexander Müller, Leiter B2B Imaging bei Canon, erklärt, warum Beratung in seinem Bereich vor dem Produkt steht.
Herr Müller, wie unterscheidet sich der B2B-Imaging-Bereich vom klassischen Foto- und Videomarkt?
Alexander Müller: Der entscheidende Unterschied ist der Ansatz: Im klassischen Foto- und Videomarkt dreht sich alles um kreative Anwendungen, Bildqualität und Bedienung. Im B2B-Umfeld betrachten wir Bildgebung aus einer Prozess- und Effizienzperspektive. Unsere Kunden – Unternehmen, Behörden, Bildungseinrichtungen – benötigen keine Einzelprodukte, sondern Lösungen, die Abläufe unterstützen, automatisiert funktionieren und langfristig betreut werden.
Welche Produkte und Technologien spielen dabei die größte Rolle?
AM: Wir arbeiten mit dem gesamten Canon-Portfolio – von EOS- und Cinema-Kameras über PTZ-Systeme bis zu RF-Objektiven. Besonders wichtig sind jedoch unsere Software- und Integrationsangebote: das Canon SDK für automatisierte Workflows, Lösungen für 3D-Fotogrammetrie, visuelle Inspektion, E-Commerce-Fotografie oder medizinische Dokumentation. Der eigentliche Mehrwert entsteht durch die Verknüpfung von Hardware, Software und Integration in bestehende Systeme.
Welche Zielgruppen sprechen Sie konkret an?
AM: Canon B2B Imaging richtet sich an vier Hauptsegmente. Im öffentlichen Sektor unterstützen wir Behörden bei Dokumentation, Kommunikation und Sicherheitsanwendungen. Hochschulen und Forschungseinrichtungen nutzen Imaging für hybride Lehre, digitale Labore oder wissenschaftliche Dokumentation. Museen und Kulturerbe-Institutionen arbeiten mit 3D-Erfassung und hochwertigen Reproduktionsprozessen. Industrieunternehmen integrieren Kameras in Qualitätssicherung, Robotik oder visuelle Analytik. Darüber hinaus spielt der Corporate-Bereich eine wichtige Rolle – z. B. bei Meetingräumen, Corporate Studios oder der zentralen Content-Produktion in Unternehmen. Jede Branche erfordert spezifische Kenntnisse – von Datensicherheit über Systemarchitektur bis hin zu Produktionsanforderungen.
Wie beginnt ein typisches Projekt?
AM: Immer mit Beratung. Wir analysieren, was der Kunde wirklich benötigt: Welche Prozesse sollen verbessert werden? Welche Daten müssen erzeugt und weiterverarbeitet werden? Wie sieht die vorhandene Infrastruktur aus? Erst danach entsteht eine technische Lösung – oft modular, erweiterbar und auf langfristigen Betrieb ausgelegt. Dabei arbeiten wir eng mit Integrationspartnern zusammen, um am Ende ein schlüsselfertiges Setup zu liefern.
Warum entscheiden sich Kunden für Canon als B2B-Partner?
AM: Zum einen wegen unserer technologischen Breite: Canon deckt die gesamte optische Bildgebung ab und investiert kontinuierlich in Forschung und Entwicklung. Zum anderen wegen unseres Ansatzes, nicht nur Hardware zu liefern, sondern echte Partnerschaft zu bieten. Dazu gehören persönliche Ansprechpartner, technischer Support, Schulungen und Lifecycle-Betreuung. Viele unserer Auftraggeber möchten zuverlässige Systeme, die über Jahre stabil laufen – und erwarten dafür einen Partner, der sie durch komplexe Projekte begleitet.
Gibt es Projekte, die diese Bandbreite anschaulich zeigen?
AM: Die Bandbreite unserer Projekte lässt sich an vier Beispielen gut nachvollziehen. Bei Botspot sind Canon EOS Kameras in automatisierte 3D-Scan-Workflows integriert, mit denen sich Objekte und Personen fotorealistisch digital erfassen lassen. Miele hat gemeinsam mit uns ein eigenes Multi-Kamera-Studio aufgebaut, um hochwertige Koch- und Produktvideos intern, flexibel und effizient zu produzieren. Im medizinischen Umfeld zeigt FotoFinder, wie Canon Kameras über das Software Development Kit in präzise dermatologische Diagnostikverfahren eingebunden werden. Unternehmen wie Ernsting’s Family nutzen vernetzte Canon-PTZ-Kameras für die interne und externe Kommunikation – etwa für hybride Meetings und Konferenzen. Auf unserer B2B-Webseite gibt es etliche weitere Beispiele, die zeigen, wie vielfältig Canon Imaging-Lösungen umgesetzt werden.
Welche Chancen bietet der B2B-Bereich für Dienstleister?
AM: Im B2B-Bereich ergeben sich Chancen, beispielsweise für Integratoren, Raum- und IT-Planer, die Bildgebung in größere technische oder organisatorische Lösungen einbetten. Gefragt sind Partner, die Systeme planen, Workflows verstehen und Canon-Technologien in Anwendungen für Unternehmen, Behörden, Museen oder Bildungsinstitutionen integrieren können. Wer diese Rolle einnimmt, wird im B2B-Segment erfolgreich sein.