3d-Konstruktion von KFF-Stühlen und -Tischen und deren - HS-OWL

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 CGFalle 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.
Dr. Marietta Ehret, Fachbereich Medienproduktion, FH Lippe und Höxter, Lemgo:
Ergebnisbericht-3d-konstruktion von KFF-Stühlen und -Tischen und deren Visualisierung
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
Dr. Marietta Ehret, Fachbereich Medienproduktion, FH Lippe und Höxter, Lemgo:
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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
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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 64 3200+ (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
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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 59.200 € , Szene von Daniel Baldau [2].
Dr. Marietta Ehret, Fachbereich Medienproduktion, FH Lippe und Höxter, Lemgo:
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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.
Dr. Marietta Ehret, Fachbereich Medienproduktion, FH Lippe und Höxter, Lemgo:
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