CAD/CAM 06.08.2004, 18:32 Uhr

Digitale Welten treiben das Produktionstempo

VDI nachrichten, Düsseldorf, 6. 8. 04 -Immer stärker ersetzen 3-D-Visualisierungstechniken die klassische Konstruktion am Zeichenbrett. Selbst Menschen oder Tiere lassen sich mit Hilfe spezieller Verfahren zunehmend realistischer digital abbilden, wie auch Filmproduktionen eindrucksvoll beweisen. Auf der Siggraph, einer Kongressmesse in Los Angeles, zeigen vom 8. bis 12. August Spezialisten aus aller Welt aktuelle Trends. Auch hierzulande haben die Techniken bereits Einzug gehalten.

Bilder und insbesondere bewegte Darstellungen stehen beim Menschen hoch im Kurs. Prof. Bernd Lingelbach vom Institut für Augenoptik Aalen (IfAA) macht deutlich: „Der weitaus größte Teil der Sinneswahrnehmung geht über das visuelle System“ – also die Augen und die visuelle Informationsverarbeitung im Gehirn. Je nach Definition werde der Anteil in der Literatur mit 80 % bis 90 % angegeben. Immer stärker beeinflusst diese Erkenntnis auch moderne Technologien, wie Kongress und Ausstellung auf der Siggraph im kalifornischen Los Angeles kommende Woche untermauern.
Analysten von Machover Associates, White Plains/New York, erwarten zwischen 2004 und 2009 ein weltweites, jährliches Wachtum von etwa 10 % bei Anwendungen von Computergrafik auf insgesamt 189,2 Mrd. $. Sowohl die kommerzielle Nutzung mit Multimedia als auch die industrielle Nutzung wie das Computer Aided Design (CAD) oder die Virtuelle Realität sind in dieser Marktstudie berücksichtigt. Den größten Anteil am Wachstum haben generell dreidimensionale Anwendungen mit fast 14 % pro Jahr. Wie Computertechnologien das tägliche Leben beeinflussen, soll auch der Themenschwerpunkt „Emerging Technologies“ auf der Siggraph zeigen.
Heather Elliott-Famularo von der Bowling Green State University dazu: „In unseren täglichen Routinen sind wir umgeben von Techniken, die unser Leben in mehrfacher Hinsicht bereichern, sowohl physisch als auch psychisch.“ So würden Projekte wie die virtuelle und erweiterte Realität, interaktive Displays und Echtzeitgrafik sowie Robotetechnik und Kunstinstallationen unser Leben über kurz oder lang aufwerten.
Ein Beispiel für solche aufstrebenden Technologien ist der „CirculaFloor“, eine fortbewegungsfähige Schnittstelle zur virtuellen Welt auf Basis mehrerer beweglicher Bodenplatten. Diese nutzen einen rechnergestützten Mechanismus, der omni-direktionale Bewegungen durchführt und es damit erlaubt, künstliche Räume zu durchwandern, ohne den Simulationsraum zu verlassen. Anwendungen sehen die Experten z. B. in der Simulation von Evakuierungsszenarien.
Ein Blick ins Kongressprogramm zeigt, dass längst nicht nur amerikanische oder japanische Universitäten in Sachen Animation und Simulation aktiv sind. Auf der Siggraph präsentieren auch Spezialisten deutscher Einrichtungen ihre Entwicklungsergebnisse. Mit dabei sind etwa die Universität Hamburg, die Universität des Saarlands, die Bauhaus-Universität Weimar, das Heinz-Nixdorf-Institut, das Max-Planck-Institut für Informatik, das Fraunhofer-Institut für Medienkommunikation und die German Filmschool. Schaut man sich die Projekte näher an, wird schnell klar, dass die rasanten Entwicklungen in der Computerspiele- und Unterhaltungswelt, die aus dem täglichen Leben vieler Jugendlicher kaum noch weg zu denken ist, auch zunehmend auf die Industrie Einfluss nehmen. Hohe Rechnerleistungen und bessere Grafikkarten machen neue Anwendungen in dreidimensionaler Optik möglich.
Ein besonders eindrucksvolles Beispiel kompletter Animation ist der moderne Märchenfilm „Shrek 2“, der gerade in den deutschen Kinos läuft. Die aufwändige Produktion wird auf der Siggraph ausgezeichnet. Ebenso wie bei der Fortsetzung von Shrek wird übrigens auch im zweiten Teil von „Spiderman“ deutlich, welche Fortschritte die Technik im Laufe nur weniger Jahre gemacht hat. Computergenerierte Gebäude konnten so beispielsweise noch glaubwürdiger in die rasanten Szenen eingebunden werden.
Fernab vom Hollywoodglanz haben die Technologien in der Industrie Einzug gehalten. So plant die in der Hütten- und Walzwerktechnik aktive SMS Demag aus Düsseldorf neue Anlagen digital. Seit kurzem nutzt das Unternehmen als Partner der RWTH Aachen die Visualisierungstechnik „Cave“. In der von Barco aus den Niederlanden entwickelten Lösung lassen sich dreidimensionale Darstellungen auf vier Seitenwände mit 3 m x 3 m Kantenlänge sowie den Boden projizieren. Durch den flexiblen Aufbau lassen sich eine 360°-Rundumsicht sowie Projektionen in L- oder U-Form realisieren.
Das Ergebnis erläutert Christian Plociennik, bei der SMS zuständig für Systemintegration in der Produktentwicklung: „Wenn man Prozesse beschreiben und simulativ nachvollziehen will, können jetzt komplexere Abläufe viel besser erfasst werden.“ Zudem haben Plociennik und seine Vorgesetzten bereits Einsatzmöglichkeiten entdeckt, die weit über die reine Anlagenplanung hinaus gehen. Der Systemintegrator erläutert dazu: „Vom ersten Gespräch beim Kunden bis zur Abnahme der schlüsselfertigen Anlage kann die Darstellungsmethode der virtuellen Realität ein wichtiges Hilfsinstrument sein.“
Nicht zuletzt profitiere von ihr auch der Monteur, der sich nun einen plastischen Eindruck davon verschaffen kann, wie eine bestimmte Komponente eigentlich eingebaut werden muss. „Er hat also die Chance, an der virtuellen Anlage genau zu überprüfen, welche Montageschritte erforderlich sind. Dazu steht ihm nicht nur die Darstellung der Gesamtanlage zur Verfügung,“ so Christian Plociennik, „er kann auch bestimmte Komponenten ausgliedern und sich dreidimensional präsentieren lassen.“ Auch das Service-Personal der Kunden könne die Anlage besser warten, wenn zuvor entsprechende „Übungen“ in der virtuellen Realität erfolgt sind.
Selbst in kleinerem Rahmen verschafft die Software durch die virtuelle Präsentation Flexibilität im Kontakt mit Partnern und Kunden. „Die virtuelle Anlage kann überall hin mitgenommen und vor Ort eindrucksvoll gezeigt werden“, freut sich der Fachmann.
Zwar ist das Projekt der komplett digitalen CSP-Gießwalzanlage bei SMS Demag bisher erst ein Pilotprojekt, doch es zeigt deutlich den Trend: „In der heutigen Zeit, bei so komplexen Anlagen, reicht eine CAD-Ausbildung nicht mehr aus. Hier müssen umfangreichere Simulations- und Visualisierungstechniken eingesetzt werden, die es ermöglichen, in einer kurzen Zeit schnell und sicher komplexe Techniken zu beschreiben,“ schildert Christian Plociennik die Herausforderung. Aber er sieht auch positive Aspekte. „Aufgrund der immer geringer werdenden Kosten für ein solches System ist mittlerweile auch der Mittelstand in der Lage, sich solcher Techniken zu bedienen“, so sein Fazit. S. ZELL/M.CIUPEK
www.siggraph.org/s2004/

 

Von S. Zell/M.Ciupek
Von S. Zell/M.Ciupek

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