Scanner simulieren Oberflächen-Bezüge im Auto

Autos werden heutzutage am Computer entwickelt. Hier wünschen sich Designer deshalb Verfahren, die real wirkende Oberflächen wie Sitzbezüge erzeugen. Dem kommen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung in Darmstadt nun nach. Sie haben dafür zwei Scanner entwickelt, die Objekte mit Mikrometer-Präzision aufnehmen und daraus täuschend echte virtuelle Abbilder schaffen. Erste Prototypen der neuen Scanner präsentiert die Fraunhofer-Allianz Generativ auf der Messe Euromold (29. November bis 2. Dezember 2011) in Frankfurt am Main.

Da die Kunden beim Autokauf neben dem Verbrauch vor allem auf das Aussehen achten, soll die Innenausstattung hochwertig wirken, das Muster der Sitzbezüge dezent und die Lederoptik edel sein. Designer wollen deshalb schon früh wissen, wie ein Stoff oder ein Lederimitat im neuen Auto-Cockpit wirken, ohne zeitraubende Modelle anzufertigen.

Ein Scanner ist darauf spezialisiert, Materialen wie Textilien oder Leder präzise und vor allem schnell unter verschiedenen Lichtrichtungen aufzunehmen. Am Computer lässt sich dann simulieren, wie beispielsweise ein mit diesem Stoff überzogener Autositz unter wechselndem Licht wirkt. In dem Gerät ist eine Spiegelreflexkamera installiert. Beleuchtet wird das Material nacheinander von mehreren Leuchtdioden, die in einem Viertelkreis-Bogen angeordnet sind. Am Ende entstehen für jede Lichtrichtung Belichtungsreihen, die am PC zu hochaufgelösten HDR-Bildern integriert werden. Ein Fahrzeug-Designer kann die Bilddaten dann mit dem Computermodell eines Autositzes kombinieren und das Materialverhalten unter beliebigen Beleuchtungswinkeln betrachten.

Das zweite Gerät, der Meso-Scanner, nimmt dreidimensionale Objekte in hoher Auflösung auf. Anders als herkömmliche Systeme erfasst es feinste Furchen in bislang unerreichter Präzision. Der neuartige Scanner wirft ein feineres Muster aus schwarzen und weißen Streifen auf das Objekt, die nur etwa einen Drittel Millimeter breit sind.

Beide Scanner sind laut dem Institut Weiterentwicklungen etablierter Verfahren, die aber teurer sind oder langsamer arbeiten und würden den Anforderungen der Industrie nach schnellen und preiswerten Geräte mit hoher Auflösung entsprechen.