Wie genau ist iPhone-LiDAR?

Die kurze Antwort und woher sie stammt

Eine hilfreiche unabhängige Messung ist eine Studie von Forschenden der Universität Kopenhagen aus dem Jahr 2021, Evaluation of the Apple iPhone 12 Pro LiDAR for an Application in Geosciences, erschienen in Scientific Reports. Sie haben das iPhone 12 Pro und das iPad Pro von 2020 getestet und Folgendes festgestellt:

• Kleine Objekte: Objekte mit Seitenlängen über 10 cm wurden mit einer absoluten Genauigkeit von etwa ±1 cm erfasst. Unter 10 cm wurde die Präzision schlechter, und die Nachweisgrenze lag bei etwa 5 cm.
• Große Szenen: Ein 3D-Modell einer bis zu 130 Meter langen Steilküste erreichte eine absolute Genauigkeit von etwa ±10 cm.
• Reichweite: Der Sensor reicht bis zu 5 Meter weit, und die Dichte der gemessenen Punkte fällt mit der Entfernung stark ab, von Tausenden Punkten pro Quadratmeter bei 25 cm auf etwa 150 bei 2,5 Metern.
• Wiederholbarkeit: Sechs wiederholte Scans derselben Szene wichen im Schnitt um etwa 2 cm voneinander ab.
• iPhone oder iPad: Zwischen den beiden Geräten gab es keinen Unterschied bei der Zahl der Punkte, der Punktdichte oder der Brennweite.

Ein Raum liegt zwischen diesen beiden Fällen. Er ist größer als ein einzelnes Objekt und viel kleiner als eine Steilküste, und du kannst an jede Wand nah herangehen. Deshalb ist ein Raumscan über den Raum hinweg typischerweise auf wenige Zentimeter genau, und genau diesen Wert nennt FloorLens. Das ist ein typisches Ergebnis, keine Garantie: Wie du scannst, verschiebt es in die eine oder andere Richtung.

Wenn du wissen willst, wie der Sensor überhaupt Tiefe misst, lies was LiDAR im iPhone ist.

Was ein paar Zentimeter im Grundriss bedeuten

Genauigkeit zählt nur im Verhältnis zu dem, was du mit den Zahlen machst. Ein paar Zentimeter bei einer mehrere Meter langen Wand ändern nichts daran, welches Sofa daran passt, wie viele Quadratmeter ein Exposé nach dem Runden zeigt oder wie viel Farbe oder Bodenbelag ein Handwerker anbietet. Wichtig werden sie, wenn die Toleranz enger ist als die Abweichung:

• Genau genug: ein Grundriss für ein Verkaufs- oder Mietinserat, eine Möbelplanung, ein erstes Renovierungsangebot, eine Dokumentation, wie eine Wohnung vor einem Mietverhältnis aussah, der erste Ortstermin für Architekten.
• Von Hand nachmessen: alles, was exakt passen muss, etwa ein Einbauschrank, eine Küchenarbeitsplatte, eine Steinoberfläche oder ein Austauschfenster. Plane mit dem Scan und miss das entscheidende Maß vor der Bestellung mit einem Maßband oder Laser-Entfernungsmesser nach.
• Kein Fall fürs Handy: rechtlich maßgebliche Flächen für Verträge, Wertgutachten, Bauanträge oder behördliche Unterlagen und alles, was die Statik betrifft. Dafür brauchst du einen qualifizierten Vermesser.

Flächen verdienen eine eigene Anmerkung. Eine Grundfläche entsteht aus zwei miteinander multiplizierten Längen, kleine Abweichungen bei beiden addieren sich also, und dazu hat jedes Land eigene Regeln, was zählt: ob Wände, Treppen oder Bereiche mit niedriger Raumhöhe einbezogen werden. FloorLens unterstützt mehrere nationale Standards, etwa die Gross Living Area in den USA, die Gross Internal Area in Großbritannien und die Wohnfläche in Deutschland, aber die Werte bleiben Schätzungen aus einem Handyscan.

Flächen aus einem Handyscan sind Schätzwerte, keine Vermessung und nicht rechtsverbindlich. Verwende sie nicht für Verträge, Wertgutachten oder behördliche Unterlagen.

Was einen Scan genauer oder ungenauer macht

Der Großteil der Abweichung in einem Raumscan entsteht beim Scannen, nicht im Sensor. Apples eigene WWDC22-Session zu RoomPlan, Apples Framework für Raumscan-Apps, nennt die Bedingungen, die Probleme machen. Zusammen mit der Studie ergibt sich diese Liste:

FloorLens nutzt RoomPlan für die Raumerfassung, daher gelten diese Grenzen auch hier. RoomPlan allein ist begrenzt: Es beschreibt einen Raum mit ebenen Flächen für Wände, Türen, Fenster und Öffnungen und mit Quadern für Möbel, samt ihren Maßen, aber nicht, wie der Raum aussieht. FloorLens geht weit darüber hinaus, mit einem texturierten 3D-Mesh und texturierten Oberflächen, Fotos genau dort, wo sie aufgenommen wurden, einem Grundriss mit Flächenstandards, Bearbeitung, Exporten und einer 3D-Tour im Browser.

Entfernung

Je weiter eine Oberfläche entfernt ist, desto weniger Punkte misst der Sensor darauf und desto ungenauer ist jeder einzelne. Dazu kommt eine harte Grenze: Apple gibt die Reichweite mit bis zu 5 Metern an, und in Tests für FloorLens enden die Tiefenwerte, die Apps erhalten, bei 5 Metern, sowohl über RoomPlan als auch beim direkten Auslesen der Tiefe aus ARKit. Was weiter weg ist, wird gar nicht gemessen. Geh zur entfernten Wand hin, statt sie quer durch den Raum zu scannen. Apple weist darauf hin, dass hohe Decken die Reichweite des Sensors überschreiten können, in einem hohen Raum ist also die Deckenhöhe der Wert, den du prüfen solltest.

Spiegel und Glas

Laut Apple sind raumhohe Spiegel und Glas eine Herausforderung für den LiDAR-Sensor. Das Licht geht durch Glas hindurch oder wird von einem Spiegel zurückgeworfen, sodass der Sensor eine Fläche sieht, die es nicht gibt, oder eine vorhandene übersieht. Ein Spiegelschrank kann als Raum hinter der Wand erscheinen. Prüf diese Wände im Grundriss und korrigiere sie.

Dunkle Oberflächen

Sehr dunkle Oberflächen werfen weniger Licht zurück und können laut Apple schwer zu scannen sein. Eine schwarze Küchenfront oder eine dunkel geflieste Wand braucht unter Umständen einen langsameren Durchgang aus geringerem Abstand.

Licht und Bewegung

Der LiDAR-Scanner misst Tiefe ohne sichtbares Licht, aber das Handy nutzt zusätzlich die Kamera, um seine Position im Raum zu verfolgen. Apple empfiehlt für RoomPlan mindestens 50 Lux, was laut Apple einem Wohnzimmer am Abend entspricht. Darunter und bei schnellen Bewegungen verrutscht das Tracking, und die Wände eines Raums passen nicht mehr perfekt zum nächsten. Geh langsam und richte die Kamera auf die Wände statt auf den Boden.

Raumgröße und Scandauer

Laut Apple funktioniert RoomPlan am besten für einen einzelnen Wohnraum bis etwa 9 mal 9 Meter, und Apple rät wegen Akkuverbrauch und Wärme von Einzelscans über fünf Minuten ab. Bei einem langen Scan eines großen Bereichs haben kleine Tracking-Fehler mehr Zeit, sich aufzusummieren. Das ist derselbe Effekt, den die Studie zwischen einem kleinen Objekt und einer 130 Meter langen Steilküste beobachtet hat.

Vollgestellte Räume

Möbel an einer Wand verdecken die Wand. Der Scan muss dann raten, wo die Wand hinter einem Kleiderschrank oder einem Bücherregal verläuft. Rück Dinge von den Wänden ab, wo es geht, und zieh die Vorhänge auf, was Apple ebenfalls empfiehlt, um verdeckte Fenster zu vermeiden.

Die praktischen Schritte findest du in So nutzt du LiDAR auf dem iPhone, und eine ausführlichere Liste folgt in unseren Tipps zum LiDAR-Scannen.

So prüfst du die Genauigkeit deines eigenen Scans

Du musst nichts davon einfach glauben. Bevor du dich bei etwas Wichtigem auf einen Scan verlässt, vergleich ihn einmal mit einem Maßband:

1. Such dir eine lange, gerade Wand ohne etwas davor und miss sie mit einem Maßband oder einem Laser-Entfernungsmesser.
2. Vergleich das Ergebnis mit der Wandlänge im Scan. In FloorLens werden Wandlängen, Raumflächen und Deckenhöhen automatisch gemessen, sobald der Scan abgeschlossen ist, und das Werkzeug „Manuelle Messung“ misst zwischen zwei beliebigen Punkten, die du in der 3D-Szene auswählst.
3. Mach dasselbe für eine Türbreite und die Deckenhöhe, denn bei Öffnungen und Decken zeigen sich Abweichungen am ehesten.
4. Wenn eine Wand deutlich danebenliegt, such die Ursache: ein Spiegel, ein Fenster, Möbel davor. Scanne diesen Teil langsam neu oder korrigiere ihn im Grundriss. In FloorLens kannst du Wände verschieben und ihre Größe ändern, und Grundriss und 3D-Ansicht bleiben synchron.

So sieht die Prüfung in der Praxis aus. Während eines Scans hielt jemand ein Maßband an eine Wand, und das Werkzeug „Manuelle Messung“ in FloorLens hat danach dieselbe Strecke im Scan gemessen:

Das ist ein einzelner Test in einem gut beleuchteten Raum, auf kurze Distanz und an einer freien Wand. Er zeigt, dass die Messungen unter guten Scanbedingungen recht genau sein sollten, nicht, dass jeder Scan zentimetergenau mit dem Maßband übereinstimmt. Rechne mit ein paar Zentimetern Abweichung in beide Richtungen, mit mehr, wenn die oben genannten Bedingungen gegen dich arbeiten.

Wenn deine eigenen Stichproben auf wenige Zentimeter übereinstimmen, stimmt der Rest eines auf dieselbe Weise erstellten Scans in der Regel auch. Wenn nicht, liegt die Ursache fast immer an einer der Bedingungen aus dem vorigen Abschnitt. Das Live-Feedback zur Abdeckung in FloorLens markiert Bereiche, die einen weiteren Durchgang brauchen, solange du noch im Raum bist, und dann lassen sie sich am einfachsten beheben.

LiDAR-Scan, Maßband-App oder Laser-Entfernungsmesser?

Sie lösen unterschiedliche Probleme. Apples Maßband-App nutzt denselben Sensor, liefert dir aber immer nur einen Abstand auf einmal, und Apple bezeichnet ihre Messungen als ungefähr. Ein Laser-Entfernungsmesser liefert dir ebenfalls einen Abstand auf einmal, dafür sehr präzise. Ein LiDAR-Raumscan liefert dir jede Wand, jede Tür, jedes Fenster und die Deckenhöhe auf einmal, auf wenige Zentimeter genau, dazu einen Grundriss und ein 3D-Modell, das du teilen kannst.

Für die meisten Wohnungen und Häuser ist die sinnvolle Kombination ein Scan für den ganzen Raum und ein Maßband oder Laser für die zwei, drei Maße, die exakt stimmen müssen. So nutzen Architekten und Sanierer einen Scan beim ersten Ortstermin: Der Scan erfasst den Bestand in wenigen Minuten, und die kritischen Maße werden von Hand geprüft. Für Immobilienmakler reicht der Scan allein meist aus, denn ein Grundriss im Exposé dient der Orientierung, nicht dem Bau.

Wenn du eine App auswählst, zeigt der Vergleich der 3D-Raumscanner-Apps fürs iPhone, welche LiDAR nutzen und welche Räume aus Fotos rekonstruieren, eine Technik, die auf jedem Handy funktioniert, aber andere Kompromisse mitbringt. Wie ein fertiger Scan aussieht, erfährst du in So erstellst du aus einem iPhone-LiDAR-Scan einen Grundriss.

Wann du einen Vermesser brauchst

Ein Handyscan ist der schnelle Weg, einen Raum gut genug zu kennen, um zu planen, zu inserieren oder ein Angebot zu machen. Er ersetzt keine professionelle Vermessung, wo die Zahl rechtliches oder finanzielles Gewicht hat. Beauftrage einen Vermesser oder einen zertifizierten Sachverständigen, wenn:

• ein Kauf- oder Mietvertrag eine Wohn- oder Nutzfläche angibt;
• ein Wertgutachten, eine Finanzierung, eine Steuerfestsetzung oder ein Bauantrag von dem Wert abhängt;
• eine nationale Vorschrift festlegt, wie und von wem die Fläche zu messen ist;
• du tragende Bauteile verändern willst.

Für alles davor ist der Scan, den du in wenigen Minuten mit dem Handy aus deiner Tasche machst, in der Regel genau genug, und das kannst du selbst mit einem Maßband prüfen, in der Zeit, die du brauchst, um diesen Absatz zu lesen.

Häufige Fragen

Ist iPhone-LiDAR genau genug für einen Grundriss?

Ja, für Exposés, Mietanzeigen, Möbelplanung und Renovierungsangebote. Ein Raumscan ist über einen Raum hinweg typischerweise auf wenige Zentimeter genau. Er hat keine Vermessungsqualität und reicht daher nicht für Verträge, Wertgutachten oder behördliche Unterlagen.

Wie genau ist iPhone-LiDAR in Zentimetern?

Eine Studie in Scientific Reports aus dem Jahr 2021 hat für das iPhone 12 Pro und das iPad Pro etwa ±1 cm bei Objekten über 10 cm gemessen und etwa ±10 cm auf einem 130 Meter langen Abschnitt einer Steilküste. Die Genauigkeit nimmt mit der Entfernung ab, deshalb schneiden Raumscans auf kurze Distanz besser ab als große Scans im Freien.

Was macht einen LiDAR-Scan ungenauer?

Der Abstand zur Oberfläche, raumhohe Spiegel und Glas, sehr dunkle Oberflächen, Decken außerhalb der Sensorreichweite, zu schnelle Bewegungen und sehr lange Scans. Apple nennt Spiegel, Glas, dunkle Oberflächen und hohe Decken als schwierige Fälle für sein Raumscan-Framework RoomPlan.

Wie weit kann iPhone-LiDAR messen?

Bis zu 5 Meter. Diese Reichweite gibt Apple an, und die Tiefenwerte, die Apps erhalten, enden bei 5 Metern, über RoomPlan genauso wie über die Tiefendaten von ARKit. Die Genauigkeit nimmt außerdem mit der Entfernung ab, also geh nah an entfernte Wände heran, statt sie quer durch den Raum zu scannen.

Ist ein iPad Pro bei LiDAR genauer als ein iPhone?

Die Studie in Scientific Reports von 2021 fand zwischen dem iPhone 12 Pro und dem iPad Pro keinen Unterschied bei der Zahl der ausgesendeten Punkte, der Punktdichte oder der Brennweite. Wie du scannst, ist wichtiger als die Frage, welches der beiden Geräte du verwendest.

Kann ich die Fläche aus einem Handyscan in einem Kauf- oder Mietvertrag verwenden?

Nein. Flächen aus einem Handyscan sind Schätzwerte und nicht rechtsverbindlich. Wo ein Vertrag oder eine Vorschrift eine geprüfte Fläche verlangt, beauftrage einen qualifizierten Vermesser oder Sachverständigen.