Ein 3D-Scanner besteht hauptsächlich aus einer Lichtquelle, einem Bewegungssystem oder aus mehreren Kameras, aber auch aus mehreren Achsen, die gegenüber der Kamera und der Lichtquelle in ihrer gescannten Objektposition unterstützend wirkt. Die Lichtquelle übernimmt dabei die Aufgabe, klare Linien auf eine Objektoberfläche zu projizieren. Dabei fängt die Kamera von dieser Position aus die Bilder ein und nimmt sie auf. Zwischen Kamera und Lichtquelle werden anhand des bekannten Winkels die 3D-Positionen exakt durch projizierte Lichtreflexe berechnet.
Die Berechnungsformel für Messpunkte im 3D-Scan-Bereich wird dabei Trigonometrie genannt. Mit dem Winkelabschnitt einer Kamera und Lichtquellenpositionierung, bezeichnet man den Scankopf. Eine 3D-Konturlinie wird stets von jeder einzelnen Lichtprojektionslinie erzeugt. Die Entstehung von mehreren 3D-Konturen, sind das Ergebnis aus einer Relativbewegung des Scankopfs und aus mehrfach Linien, welche aus einem Objekt erstrahlen.
So werden z.B. mit einem Laserscanner mehrfach Linien durch präzise Scankopfführung einer Linearachse generiert, während z. B. ein Weißlichtscanner mit einem unflexiblem und feststehenden Scankopf arbeitet. Die Grundprinzipien sind jedoch bei beiden Scannern gleich. So kann laut allgemeinem Scannerprinzip ausgeschlossen werden, Weißlicht-Technologie wäre besser als Laser-Technologie oder gar im umgekehrten Sinne.
Über den technischen Verlauf eines 3D-Scans
Aus jeder Relativposition eines Objekts oder Scankopfs heraus, erzeugt jeder Konturensatz eine stets einzigartige 3D-Ansicht. Zur Erfassung einer Oberfläche, folgen alle Scanner einem vordefinierten Bewegungsskript, wobei die Bewegung des Scankopfs flexibel in die gerichtete Position herangeführt wird. Unterschiedliche 3D-Scanner, transformieren direkt alle 3D-Ansichten in ihr allgemeines Koordinatensystem, wenn ein effizientes, mechanisches Bewegungssystem sie dabei unterstützt.
So können die Projektionen ganz leicht aneinandergehängt werden. Anders verhält es sich dabei mit 3D-Scannern, die eine geringer wirkende Präzisionsmechanik aufweisen. Sie verweisen nicht auf einen qualitativen Bewegungsmechanismus und ordnen 3D-Ansichten praktisch durch ähnlich wirkende 3D-Strukturen, überlappend in Bereiche, die zumindest ein Ansichtenpaar zulassen.
Eine Softwareausrichtung mit Molaren, ausgeprägten Strukturen an Objekten ist demnach am sinnvollsten. Eine Triangulation, ist eine geometrische Methode, die zur optischen Abstandsmessung innerhalb von Dreiecken durch genaue Winkelmessung, die Funktion einer Berechnung mittels trigonometrischer Formel auswirft und für äußerst scharf projizierende Lichtmuster unabkömmlich ist, sowohl bei Weißlicht-, als auch bei Laserscannern.
Einsatzgebiete
Perspektivisch zunehmende, wirtschaftliche Entwicklungsfortschritte in der 3D-Scanning-Technologie, die sich bieten, werden ganzheitlich und objektiv betrachtet und dokumentieren selbst kulturhistorische Objekte so überzeugend, dass ein dreidimensionaler Umstieg auch in der Dokumentationstechnologie der Archäologie und in der Denkmalpflege prognostiziert wird. Dabei können intelligente Algorithmen bevorzugt für die Flächenerstellung eingesetzt werden bzw. genau die, welche die relevantesten Eigenschaften, z. B. Kanten, bewahren. Auch das präzisierte Näherungsverfahren (Approximationsverfahren), das ebenfalls in der Computergrafik eine gängige Methodik darstellt, kann die Anzahl von Dreiecken im Wesentlichen verringern, durch intelligente, algorithmische Anwendungen, ohne negative Auswirkungen auf die Genauigkeit. Beim 3D-Streifenlicht-Schnitt-Scanning der Dentalscanner beispielsweise, ist der wichtigste Faktor, die Anzahl von effizient unterstützenden Indikationen, wie genaue Implantatstege, weitspannige Brücken, Modellgüsse, usw.
Des Weiteren kommt ein 3D-Streifenlicht-Schnitt-Scanning zur Vermessung von Kunst- und Kulturgütern, wie Büsten, Statuen, Reliefs, usw. und von industriellen Bauteilen zur Darstellung mit 3D-Scannern, wie Prototypen oder Maschinenbauteile, zum Einsatz. Aber auch Gebäudefassaden, Geländeflächen oder ganzen Fabrikanlagen beinhalten komplexe Strukturen für detailreiche 3D-Streifenlichttechnologie, um mit höchster Genauigkeit einer 3D-Messung in einem Gesamtkonzept des Modells integriert werden zu können.