Punktwolke

Punktwolke, Punkthaufen oder Cluster nennt man eine Punktmenge (eine Menge diskreter Werte), die vollständig – oder überwiegend – in einer gewissen Umgebung liegt.

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Verwendung

Computergrafik

In der 3D-Computergrafik und algorithmischen Geometrie bezeichnet eine Punktwolke eine Liste von kartesischen 3D-Koordinaten. Diese kann von einem 3D-Modellierungswerkzeug sowie mittels Abtastung von Objekten oder Oberflächen durch Systeme wie Koordinatenmessmaschinen oder tastende 3D-Scanner erstellt werden. Optische Scanner untergliedert man in Lasertechnologie, die nach dem Triangulationsprinzip arbeiten, und Normallicht-Scanner, die nach dem Streifenlichtverfahren („coded-light“) arbeiten. Eine zusammenfassenden Überblick über die Vielfalt und Leistungsfähigkeit aktueller optischer Scanning-Methoden und die Weiterverarbeitung der resultierenden 3D-Daten/Punktwolke gibt beispielsweise C. Teutsch.[1]

Eine Punktwolke wird verwendet:

  • zur Visualisierung, um gescannte Objekte und Flächen am Computer darzustellen
  • zur Modellierung; dabei wird die ursprüngliche, (meist) geschlossene Oberfläche mittels Oberflächenrekonstruktion wiederhergestellt. Die dabei entstehenden Oberflächen bestehen meist aus Polygonen (siehe auch Meshing)
  • als Grundlage für geometrische Berechnungen, z. B. zum Vermessen von Menschen (Bodyscanning) oder Gegenständen
  • zum Identifizieren von Menschen oder Gegenständen.

Statistik

In der Statistik und explorativen Datenanalyse werden Punktwolken zur grafischen Darstellung bivariater Zusammenhänge verwendet (vgl. Streudiagramm, Korrelation). Sie erlauben es, einen einfachen optischen Eindruck von Richtung und Enge des Zusammenhangs zu gewinnen und Ausreißer im Datensatz aufzuspüren.

Einzelnachweise

  1. C. Teutsch, Model-based Analysis and Evaluation of Point Sets from Optical 3D Laser Scanners volume 1 of Magdeburger Schriften zur Visualisierung. Shaker Verlag, 2007. ISBN 978-3-8322-6775-9

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