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Polyjet-3D-Druck Shape Dithering lässt Treppenstufeneffekt verschwinden

Von Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

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Fraunhofer Institut für Graphischen Datenverarbeitung

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD hat eine algorithmische Methode für Polyjet-Drucker entwickelt, mit der Treppenstufeneffekte nicht mehr wahrnehmbar sind. 3D-gedruckte Figuren und Objekte für animierte Filme erscheinen so besonders realistisch.

Treppenstufenartefakte – wie in Bild (a) sichtbar – stören nicht nur optisch, sondern können auch für den Druck nachteilig sein. Bestehende Techniken zur Minimierung von Quantisierungsfehlern vermeiden diese nur teilweise (b). Die neue Shape Dithering Methode (c) hingegen entfernt Treppenstufenartefakte vollständig.
Treppenstufenartefakte – wie in Bild (a) sichtbar – stören nicht nur optisch, sondern können auch für den Druck nachteilig sein. Bestehende Techniken zur Minimierung von Quantisierungsfehlern vermeiden diese nur teilweise (b). Die neue Shape Dithering Methode (c) hingegen entfernt Treppenstufenartefakte vollständig.
(Bild: Fraunhofer IGD)

Treppenstufeneffekte sind in herkömmlichen 3D-Druck-Verfahren unvermeidbar. Um akkuratere Oberflächen zu erzeugen, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD nun das Shape Dithering für Polyjet-Drucker entwickelt. Wie das Fraunhofer IGD mitteilt, können so Quantisierungsfehler minimiert werden, sodass die Treppenstufen nicht mehr wahrnehmbar sind und weit unter den physikalischen Effekten des Druckprozesses liegen. Das Ergebnis sei eine gleichmäßigere und glattere Oberfläche der Objekte.

Um das gewünschte Ergebnis zu erhalten, wird nach Angaben des Fraunhofer IGD die Oberfläche des Objekts mit einem hochfrequenten Signal, beispielsweise mit blauem Rauschen, moduliert. Dadurch erfolge eine Verteilung der Quantisierungsfehler auf hohe Frequenzen, die dann später durch das menschliche Auge und viele Druckprozesse entfernt werden.

Unterhaltungsbranche profitiert

Das Verfahren könnte beispielsweise in der Unterhaltungsbranche eingesetzt werden. Für animierte Filme, Videospiele oder für Gesellschaftsspiele werden häufig Figuren und Objekte 3D-gedruckt. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren profitieren diese durch den Shape-Dithering-Ansatz von geometrischer und farblicher Präzision und erscheinen so besonders realistisch. Als rein algorithmische Methode kann das Dithering-Verfahren laut Fraunhofer IGD mit unterschiedlichen Polyjet-3D-Druckern genutzt werden.

(ID:48503914)

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