Visualisierungspotential

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Rainer Diefenbach
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1 3D-Animationen Ein vielfach ungenutztes Visualisierungspotential Medien- und Kommunikationsinformatik

2 Agenda Einführung Visualisierung und deren Bedeutung für uns Menschen 3D-Animationen aus CAD-Daten Vorteile von 3D-Animationen Herausforderungen Lösungsansätze Literatur

3 Warum gerade dieses Thema? Praktikum bei Galtronics, Israel in Multimedia-Abteilung Herstellung von Antennen für Mobiltelefone, Notebooks, Access Points, Funkgeräte, etc. CAD-Planung aller Antennen für Produktion und Simulation Pro-Engineering von Parametric Quelle: [Stan09], modifiziert

von Antennen für Mobiltelefone, Notebooks, Access Points, Funkgeräte,

4 Warum gerade dieses Thema? Bisher: Für Präsentationen Screenshots aus Pro-E Keine Möglichkeit Produkte realistisch darzustellen Vorgänge/Prozesse darzustellen (Animationen) Quelle: [Galt09]

5 Warum gerade dieses Thema? Bisher: Animationen: Gif-Animationen Mit Blend-Funktion von PowerPoint Quelle: [Galt09]

6 Welche Bedeutung hat Visualisierung? Sehen Die visuelle Wahrnehmung: Mit Abstand ausgeprägtester Sinn Größte Daten-Bandbreite für die Verarbeitung im Gehirn Größte Reichweite aller Sinne Automatische Verarbeitung/Interpretation Nicht nur 2 Graphen Es erfolgt auch eine sofortige Interpretation. Quelle: [Rohr00] Visualization is the foundation for human understanding Aristoteles [Rohr00] [Wöss05], [Rohr00]

Verarbeitung im Gehirn Größte Reichweite aller Sinne Automatische Verarbeitung/Interpretation Nicht

7 3D-Animationen aus CAD-Daten Produktdaten bereits in CAx-Daten vorhanden Sinnvoll 3D-Visualisierung aus vorhanden Daten erstellen Vorteile von 3D-Visualisierung und Animation: Evaluierung des Produkts in frühem Entwicklungsstadium Keine/Weniger Prototypen/Modelle nötig Komplexe Vorgänge darstellbar Frühes Bewerben des Produktes möglich Sehen = Glauben [StSt08], [Gude04], [Rohr00]

Evaluierung des Produkts in frühem Entwicklungsstadium Keine/Weniger Prototypen/Modelle nötig

8 3D-Animationen aus CAD-Daten Herausforderungen Integration von 3D-Visualisierungen/Animationen in den Entwicklungsprozess Hoher Aufwand, um die Daten so bereitzustellen, dass diese weiterverarbeitet werden können CAD-Programme für 3D-Visualisierung/Animationen meist ungeeignet Detailgrad meist zu hoch Oftmals viele separate Module erforderlich (Physikberechnung, Ergonomie, Animation) [StSt08], [Gude04], [RCWS06]

können CAD-Programme für 3D-Visualisierung/Animationen meist ungeeignet Detailgrad meist zu hoch

9 3D-Animationen aus CAD-Daten CAD-Daten müssen für 3D-Visualiserungsprogrammen konvertiert werden CAD: Basiert auf mathematisch korrekten Geometriebeschreibungen VR: Basiert auf polygonalen Geometriedaten CAD -> VR: Tesselierung VR -> CAD: Nur bedingt möglich Konvertierung bisher nicht standardisiert [RCWS06], [NWPo07]

Geometriebeschreibungen VR: Basiert auf polygonalen Geometriedaten CAD -> VR:

10 3D-Animationen aus CAD-Daten Konvertierung CAD -> VR: Komplexe Berechnung hoher Zeitbedarf Tesselierung führt zu komplexerer / teilweise sinnlosen Geometriestruktur Fehlendes realistisches Aussehen Verlust von Semantik (z.b. Hilfsebenen, Metadaten, etc.) Einbahnstraße CAD->VR Konverter meist nicht in Standard-Packet enthalten [RCWS06], [NWPo07]

Fehlendes realistisches Aussehen Verlust von Semantik (z.b.

11 Lösungsansätze -Allgemein Lösung muss an Anforderungen angepasst sein Unterschiedliche Lösungsansätze nicht vergleichbar 1. Integration eines Konverters in die VR-Anwendung 2. Integration eines CAx-Kernels in die VR-Anwendung [Frau09], [Gude04], [RCWS06], [Maxo09]

Integration eines Konverters in die VR-Anwendung 2.

12 Lösungsansätze Konverterintegration CAD-Daten mit Hilfe von Tesselierung konvertieren Integration des Konverters in die VR-Anwendung z.b. PolyTrans Plugin für 3DsMax, Cinema4D, Maya Cinema 4D Engineering Edition Lösungsansatz behebt nicht die genannten Probleme Nicht für einen vollständige Integration in den Entwicklungsprozess geeignet. Quellen: [Max09], [StSt08]; Abbildung: PolyTrans-Konverter in 3Ds Max [Poly09]

PolyTrans Plugin für 3DsMax, Cinema4D, Maya Cinema 4D Engineering Edition Lösungsansatz behebt nicht die

13 Lösungsansätze CAx-Kernel-Integration Integration eines CAx-Kernels in die VR-Anwendung VR-Connector als Bindeglied zwischen CAD und VR Texturen direkt auf die CAD-Daten legen Simulationen aus dem CAD-Bereich direkt im VR-Bereich weiterverarbeiten Zumindest teilweises Reengineering Meist mit stereoskopischer Ausgabemöglichkeit [RCWS06], [Frau09], [StSt08], [Gude04]

Simulationen aus dem CAD-Bereich direkt im VR-Bereich weiterverarbeiten Zumindest

14 Abschluss -Ausblick Aus heutiger Sicht wird sich 2. Lösungsansatz durchsetzen Muss aber noch weiterentwickelt werden Für einen flächendeckenden Einsatz notwendig: Solide Integration in den Entwicklungsprozess Noch besseres Erkennen der Chancen von 3D-Visualisierung und Animationen Weiterentwicklung und Verbesserung der bisherigen Ansätze [StSt08], [Rohr00]

flächendeckenden Einsatz notwendig: Solide Integration in den Entwicklungsprozess Noch

15 Literatur [Frau09] Fraunhofer IWU, CAD-VR-Schnittstelle, [Galt09] [Gude04] [Maxo09] [NWPo07] [Poly09] Galtronics Corporation Ltd., Internes Bildmaterial, Galtronics Corporation Ltd., 2009 Gude, D.: VR-Anwendungen im Design. Veröffentlicht in Ergonomie und Design, Ergonomia-Verlag Stuttgart, S Maxon, Cinema 4D Engineering Edition Neugebauer, R.; Weidlich, D.; Polzin, T.: Immersive3D-CAD Konstruktion, Fachartikel auf Okino PolyTrans, PolyTrans for 3ds max Alle Internetseiten wurden zuletzt am erreicht.

Veröffentlicht in Ergonomie und Design, Ergonomia-Verlag Stuttgart, S.155-163. Maxon, Cinema 4D Engineering Edition http://www.maxon.net/pages/products/editions/engineering/engineering_d.

16 Literatur [RCWS06] [Rohr00] [Stan09] [StSt08] [Wöss05] Raposo, A.; Corseuil, E.; Wagner, G.; dos Santos, I.: Towards the Use of CAD Models in VR Applications. Veröffentlichtin ACM, Association for Computing Machinery, 2006, S Rohrer, M.: SeeingisBelieving: The Importanceof Visualizationin Manufacturing Simulation. Veröffentlich in ACM Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference Standford University, Israel Landkarte, modifiziert Prof. Dr. Stelzer, R.; Dr. Steger, W.: Integriertes Design-Review mit VR und CAD. Veröffentlicht in ZWF, Carl Hanser Verlag München, Jahrg. 103, 2008, S.746. Wössner, U.: Grundlagen der Visualisierung, menschliche Wahrnehmung. Universität Stuttgart, Visualisierung,

Veröffentlich in ACM Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference Standford University, Israel Landkarte, modifiziert http://www.stanford.edu/group/sjir/articleimages/israelmap.jpg Prof. Dr.

17 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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