3d-Konstruktion von KFF-Stühlen und -Tischen und deren Visualisierung

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1 3d-Konstruktion von KFF-Stühlen und -Tischen und deren Visualisierung 1. Vergleich Fotografie-Entwurf-Computergrafik(CG) Innerhalb dieses Projektes waren Stühle und Tische vorallem der neusten Generation der Fa. KFF zu visualiseren und verschiedene Formate auszutesten. Die 3d-Konstruktionen sollten an Planer und Architekturbüros weitergeben werden. Das Ziel ist dabei, den Stuhl möglichst genau 3d-mäßig zu beschreiben, dh seinen Charakter vollständig wiederzugeben. An Kennziffern liegen alle wesentlichen Maße als Entwurfszeichnung vor und hochwertige Fotos jedes Stuhles. Die Stühle können mit verschiedenen Materialien versehen werden, zb gibt es Texturen verschiedener Farben, aber auch Stoff- oder Leder-Polster und Holz-Rücken sind möglich. Alle KFF-Materialien liegen als kleine Muster vor. Eine weitere Besonderheit: Der vielverkaufte Stuhl TEXAS hat eine dekorative Naht, die das Leder zusammendrückt. Will man diese Naht 3-dimensional nachbauen, entstehen sehr große Gittermodelle. Aber dieses war für den Charakter des Stuhles unverzichtbar. Vergleich eines Fotos des Stuhles GLOOH [1] und einer Computersimaltion von Daniel Baldau [2]. Das Foto wurde elektronisch nachbearbeitet. Der Stuhl wurde ausgeschnitten, ein Schatten wurde eingefügt. Im CG- Falle wurde der Schatten physikalisch korrekt berechnet. Der Charakter des Stuhles bleibt erhalten. Insbesondere liegt das an der einfachen geometrischen Struktur und den harten Materialien. Vergleich eines Fotos des Stuhles TEXAS [1] und einer Computersimulation von der Autorin. Obgleich alle Maße genaustens beachtet wurden, scheinen die Proportionen andere zu sein. Die Position des Fotografen und seine Kameraeinstellungen sind nicht mehr reproduzierbar, eine andere Perspektive und Kamera kann die Ursache sein. Dieser Stuhl hat komplizierte geometrische Eigenschaften. Der handgefertrigte Lederbezug und die natürliche unregelmäßige Polsterung geben ihm ein einzigartiges Aussehen.

2 Links ein einfaches Modell mit 252 Gitterpunkten, rechts die Rundungen besser ausgearbeitet mit 1890 Gitterpunkten. Unsere PCs könnten ca. 1ooo dieser komplexeren Stühle in einen sehr einfachen Raum platzieren. Ist der Raum komplizierter, hat er eine komplexe Lichtsituation und einige spiegelnde Flächen, so haben wir schon mit 10 Stühlen Probleme. Der Entwurfsprozess der KFF-Produkte verläuft handwerklich. Erst im Nachhinein werden Zeichnungen und Fotos erstellt. Für Planer ist ein 3d-Modell unverzichtbar, dh es bringt einen Wettbewerbsvorteil. Dieses 3d-Modell enthält einen Kompromiß zwischen Detailtreue und Detailumfang oder muß für den speziellen Zweck angefertigt werden. Die 3d-Modelle haben neben der Datenweitergabe an Kunden den Vorteil gegeüber einem Foto, dass das Produkt räumlich erfasst werden kann unabhängig vom Fotografen. 2. Previsualiserung Fototermin Es bedarf keiner großen Worte sich vorzustellen, dass mit 3d-Modellen Fototermine besser geplant werden können. Das Zusammenspiel mit dem Hintergrund, die Lichtsiuation können zu Hause getestet werden. KFF hat bisher häufig Studioaufnahmen vor Fotowänden gemacht. Vorbereitung eines Fototermins, der Entwurf wurd allerdings verworfen. 3. 3d-Formate für Architekten Die bisher von KFF benutzten Modelle sind im Format DWG oder DXF, ein Format für CAD-Anwendungen im Architekturbereich. An der FH Lippe und Höxter wurden mit 3d Studio Max, Version8, die Stühle und Tische erstellt und vorhandere Modelle im DWG-Format verifiziert. 3ds max ist ein 3d-Programm der Fa. Autodesk, es ist marktführend. Die 3d-Objekte und Szenen werden im firmen-eigenen MAX-Format gespeichert und zur Verfügung gestellt. Dieses ist leider Versions-abhängig. Da auch Architekten in den letzten Jahren zum Visualisieren nach AutoCAD 3ds Max benutzen, scheint me dies das beste Format zu sein, weil es das Original ist. Aus dem MAX-Format

3 wurden alle Objekte in das DWG-Format und das 3DS-Format exportiert. Das 3DS-Format ist ein Format, das sich als gutes Austauschformat zwischen verschiedenen 3d-Anwendungen herauskristallisiert hat. Es wird bei Charakteren benutzt oder bei Erzeugung von 3d-Bäumen. Die Verwendung von 3d-Modellen in Maya, einem weiteren professionellen 3d-Programm war nicht unbedingt erwünscht. Maya hat sich als professionelle Software für wissenschaftliche Animationen und im Filmbereich positioniert. Hier wurde ein Versuch unternommen, den Stuhl SINUS nach Maya zu importieren. Das war nur mit dem OBJ-Format möglich. Das Ergebnis muß korrigiert werden, siehe Abbildung c). Insgesamt ergaben sich bei einigen Stühlen Probleme: - Eingerichtete Gruppen, die die Einzelteile der Stühle zusammenfassen, werden im 3d-Format und im DWG-Format ignoriert bzw. funktionieren nicht als Gruppen. - Die Namensgebung der Einzelteile bleibt nicht erhalten. a) 3d-Modell von SINUS [1] in 3ds Max. b) Wiederimport des 3DS-Formates in 3ds Max. Der Sitz ist nicht korrekt. Durch eine andere Modellierung kann das verhindert werden. c) Import des OBJ-Formates in MAYA Version 6. Der Sitz und die Rückseite sind nicht korrekt. d) 3DS-Import in Poser Version 5. Die Geometrie ist korrekt, die Textur muß in Poser korrigiert werden. e) OBJ-Import von SINUS in Poser. f) Fehlermeldung zum Import der DXF oder DWG-Formate in Poser. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Austauschformate nicht zufriedenstellend arbeiten. Anhand der KFF-Stühle wurden typische Schwachstellen herausgefunden und korrigiert. Siehe auch [3]. 4. Inszenierung von Stühlen in virtuellen Umgebungen Erstmalig wurden für die Fa. KFF Stühle in Szene gesetzt und Bewegtbilder produziert. Da die Stühle und Tische statisch sind, ist es sehr schwierig, Spannung aufzubauen oder Geschichten zu erzählen. Bisher wurden Fotos in stilvollen Umgebungen gemacht, die sowohl Architekten als Kunden aus dem Wohnbereich ansprechen sollen. Die Stühle selbst können als minimalistisch und elegant bezeichnet werden. Dieser Charakter soll natürlich erhalten bleiben und nicht in zuviel Dekoration untergehen. Kitsch sollte vermieden werden. Beteiligte Studierende haben ganz neue Wege gesucht und konzeptionell umgesetzt. Folgende gestalterische Gegensätze wurden ausprobiert: - Totale-Nahaufnahme - statischer Stuhl-bewegter Hintergrund - Farbkontraste durch verschiedene Polster aus der umfangreichen KFF-Materialbibliothek

4 g) GLOOH-Modell in 3ds Max. h) Wiederimport des DWG-Formates in 3ds Max. Die Beine und Armlehnenwerden nur 2d wiedergegeben. Durch eine andere Modellierung kann das verhindert werden. [2] - laute, rhythmische Musik-statischer Stuhl - gewöhliche Perspektiven (Kamera in Augenhöhe) - ungewöhnliche Perspektiven (Kamera unterm Stuhl oder 10 m überm Stuhl) - Fokussierung eines Stuhles inmitten vieler Stühle 5. Technische Probleme beim Erstellen der Computer-generierten Bilder(Rendern) Die Erstellung einigen auf der DVD vorliegenden Animationen zb des Haupmenüs von 1200 Bildern war während des Semesterbetriebes nicht möglich. a) GLOOH-Modelle in einer 3ds Max-Szene. Gerendert auf einem PC (Brilliant) mit Mainboard: Tyan Thunder K8WE, Prozessoren: 2x Opteron 248 (2,2Ghz), RAM: 2GB Grafikkarte: Nvidia Quadro FX 1400 Grafikkarte, Festplatten: 2x 160 GB S-ATA-Festplatte, Renderzeit: 13:36 min b) Dieselbe Szene, gerendert auf einem PC (Obsidian) mit Mainboard: Asus A8N SLI, Prozessor: AMD Athlon (2Ghz), RAM: 2GB, Grafikkarte: Nvidia Quadro FX 540, Festplatte: 160GB S-ATA, Renderzeit: 27:35min. Leider hat dieser PC beim Öffnen der Datei die Geomtrie der Stühle zerstört. Sie musste korrigiert werden. Beim erneuten Öffnen wurde sie wieder zerstört. Die Szene hat 9 Barhocker, von denen 5 auf jedem dieser PCs korrigiert werden mußten.[4,2] Die technische Probleme konnten, wenn auch mit Kompromissen gelöst werden. Eine Überarbeitung vieler Bilder erfordert eine hochwertige Soft- und Hardware-Ausstattung, die längere Zeit zur Verfügung stehen kann. Hier ergänzen sich alle drei Kooperationspartner. Die Kapazitäten der Labore der FH LuH waren bis zur Grenze ausgeschöpft. 5. Ausblick Trotz vieler technologischer Hilfsmittel ist im Entwurfs,- Fertigungs- und Marketing-Prozess für die KFF-Produkte das menschliche Knowhow unersetzbar. Auch einfach wirkende Produkte wie Stühle bringen im gestalterischen

5 b) Fehlerhafte Berechnung der Texturen für den Himmel mit Obsidian, Software 3dsmax Version 8, b) Korrekte Berechnung auf Brilliant mit 3dsmax Version 8, Service Pack 3. Dies war eine sehr schmerzliche Erfahrung. b) Berechnung eines von 1200 angestrebten Bildern mit Obsidian, Renderzeit 25:37 min/bild b) Berechnung der gleichen Szene auf demselben PC in nur 1:32 min/bild. Hier wurde auf die Reflektion aller Fenstergläser verzichtet. Leider geht dabei viel von der Atmosphäre verloren, aber anders war das nicht machbar. Wir verfügen über einen PC Brilliant und 12 PCs Obsidian. Diese haben ohne Reflektionen 2:20 min/bild gebaucht. und technischen Bereich große Herausforderungen. Die Zusammenarbeit hat eine Bibliothek von ausgetesteten 3d-Modellen, hochwertigen Materialscans und Produktvisualisierungen gebracht. Schnelllebige Hard- und Software von Marktführern wurde benutzt, Schwächen im Umgang festgestellt und behoben. Fotografie, Entwurf und CG ergänzen sich einzigartig und sind noch in viel größerem Umfang verzahnbar. Weitere Produkte könnten visualisiert werden, die vorgelegten Ideen professioneller umgesetzt werden. a) Der Verkaufspreis der 36 Sessel und Stühle für diese Aufnahme beträgt 9.912, im Falle b) von 200 Stühlen , Szene von Daniel Baldau [2].

6 6. Dank Ich danke KFF für die Möglichkeit, ihre Produkte genauer kennenzulernen, ich danke allen beteiligten Studierenden. Mein besonderer Dank gilt Alexandra Finke von Finke Design, Lemgo, für die Geduld, Anregungen und Kritik und Christoph Bührig, ohne den das Produkt nicht zustande gekommen wäre. 7. Literatur 1 KFF Produktkatalog und 3D-Daten, 2006, Lemgo. 2 Daniel Baldau: Glooh, 3ds Max-Modell und 3ds Max-Szene, 2006, FH Lippe und Höxter, FB Medienproduktion, Lemgo. 3 Antje Kunze, Jan Halatsch: 2D/3D Entwurfsvisualisierung und Datenaustausch, Digital Production, Heft 6, 2005, S 53 ff. 4 Ilko Klyszcz, Christoph Knorr : Tresor Berlin, 3ds Max Szene, 2005, FH Lippe und Höxter, FB Medienproduktion, Lemgo.