Visualisierung unbegrenzt großer 3D-Datenmengen

Leitfaden zur industriellen Röntgentechnik
(Fraunhofer Vision Leitfaden-Reihe Band 15)

Beitrag 17: Visualisierung unbegrenzt großer 3D-Datenmengen

Autoren: Christian Teutsch, Jörg Futterlieb und Dirk Berndt, Fraunhofer IFF

Speicherung und Verwaltung großer 3D-Datenmengen
© Fraunhofer IFF

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Die Methoden der optischen 3D-Messstechnik haben sich in der Produktion und Fertigung inzwischen etabliert. Die Gründe hierfür liegen unter anderem in der hohen Geschwindigkeit, der Präzision und der Auflösung, mit denen 3D-Messdaten erfasst werden können. Dabei spielt es keine Rolle, ob Tomographie-Messdaten aus dem Inneren eines Bauteils, z. B. mittels Röntgen, oder Oberflächenmessdaten optisch erfasst werden – die nachfolgende 3D-Messdatenanalyse und 3D-Messdatenvisualisierung müssen den sehr großen erzeugten Datenmengen gerecht werden. Die enorme Datenmenge und Datendichte ermöglichen dabei zwar noch präzisere Aussagen über ein Bauteil, stellen jedoch auch hohe Anforderungen an das Datenmanagement und die Datenverarbeitung, damit Analyse- und Visualisierungsverfahren effizient angewendet werden können.
Moderne optische 3D-Messsysteme erzeugen beispielsweise mehrere hundert Millionen bis wenige Milliarden 3D-Messdatenpunkte, was ca. 50 bis 100 GB Datenspeicher entspricht und die Kapazität von Arbeits- und Grafikkartenspeicher deutlich übersteigt. Um trotzdem eine effiziente Visualisierung der 3D-Datenmengen zu erreichen, werden Verfahren eingesetzt, welche die 3D-Datenmenge zuvor derart strukturieren, dass diese sukzessive in kleineren und technisch handhabbaren Datenblöcken verarbeitet werden kann. Für die Visualisierung gilt zudem die Tatsache, dass nur diejenigen 3D-Punkte angezeigt werden müssen, die aktuell im Fokus des Anwenders liegen. Zusätzlich kann der Bildschirm aufgrund seiner begrenzten Pixel-Auflösung nur wenige 3D-Punkte darstellen. Doch welche 3D-Punkte aktuell sichtbar sind und verarbeitet werden müssen und welche nicht, muss vorher mithilfe effizienter Datenstrukturen ermittelt werden.
Am Fraunhofer IFF werden neue Verfahren zur effizienten Handhabung und Verarbeitung solcher große Datenmengen entwickelt, mit dem Ziel, die Praxistauglichkeit der 3D-Messverfahren weiter zu erhöhen. Vorgestellt werden neue Methoden zur Strukturierung der Daten einerseits und zur Visualisierung andererseits.

 

Den vollständigen Beitrag können Sie im »Leitfaden zur industriellen Röntgentechnik« nachlesen.