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GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK Digitaler 3D-Modellbau 3D-Modeling Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht 15. Dezember 1998.

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1 GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK Digitaler 3D-Modellbau 3D-Modeling Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht 15. Dezember 1998

2 Inhalt der Vorlesung

3 Digitaler 3D-Modellbau 1. Was ist digitaler 3D-Modellbau 2. Grundlagen 3. Anwendungen 4. Marktübersicht Software-Systeme 5. Softwarekurse zu 3D-Modeling 6. Perspektiven

4 1. Digitaler 3D-Modellbau

5 1. Unterschiede bei 3D-Modeling Maßgerecht konstruierte Modelle (CAD) - Objekte mit exakten Maßen - Exakte Anschlüsse, Paßfähigkeit - Technische Zeichnungen mit Bemaßungen - Anwendungsfall: Mechanische Produktion Freihand gestaltete Modelle (VR) - Objekte in fotorealistischer Umgebung - Optische Wirkung entscheidend - Anwendungsfall: Virtuelle Welten

6 1. Was ist VR-Modeling ? VR = V irtuelle R ealität: Objekte in Welt VR benötigt immer 3D-Modelle ! VR-Modeling hat das Ziel: Schaffung virtueller, digitaler Produkte / Welten Modellqualität: Fotorealistische, visuelle Wirkung Zu VR-Modeling gehören: 3D-Modeling, Rendering, Animation, Interaktion

7 1. Was ist CAD-Modeling ? CAD = C omputer A ided D esign: Objekte CAD benötigt maßgerechte 2D + 3D Mod. CAD ist die digitale Entwurfsphase der rechnergesteuerten Produktion: CAM Modellqualität: Maßgerecht und paßfähig Zum CAD-Modeling gehören: 2D- und 3D-Modellbau sowie Rendering Modeling am Beispiel von CAD >> b.w.

8 1. So funktionieren CAD und VR

9 1. Was ist 3D-Modeling Ziel: Rechnerinterne 3D-Modelle Zwei Arten von Modellen: 1. Maßgerecht konstruierte Modelle 2. Freihand gestaltete Modelle u Dafür:Unterschiedliche Software ! Unterschiedliche Arbeitsweise ! Die Schrittfolge aber ist gleich: >> 2-D-Modeling >> 3D-Modeling >> >> Rendering >> Animation

10 1. Vorteile von 3D-Modellen

11 1. Verwendung der 3D-Modelle

12 1. Modeling, Fachbegriffe

13 2. Grundlagen Modeling I CAD-Ergebnis: - 2D-, 3D-Modelle für den CAM-Prozeß - Digitaler Modellbau - Präsentation: >> Nebenwirkung für Ingenieure >> Hauptarbeitsfeld für Designer !! Vector- und Pixelgrafik => Objekt oder kein Objekt !! DEMO

14 2. Pixel- und Vectorgrafik

15 2. Grundlagen Modeling II CAD-Prinzip -> 2D/3D-Montage DEMO Wie groß ist das Bausteinsortiment ? Unterschied zwischen Reißbrett und CAD: Analoges Zeichnen digitale Montage 3 Bereiche: 2D, 3D, Rendering DEMO - 2D/3D-Modellbau: Zeitaufwand !! - Rendering ist Präsentation >> Design

16 2. Grundlagen Modeling III Unterschied 2D und 3D DEMO 2D.dwg - Bild = 3D-Ansicht oder 3D-Modell? => - Nur festzustellen mit Rechner oder CAM Animation 2D, 3D -> Modell oder Real. ?? 3 Klassen v. 3D-Modellen DEMO mod.dwg - Kanten, Flächen, Volumenmodell => - Normalfall: Hybridmodell - Spez. Generierungs und Editierverfahren

17 2. 3D-Ansicht oder 3D-Modell?

18 2. Kanten-, Flächen, Volumen modell

19

20 2. Grundlagen Modeling IV Boolsche Operationen DEMO bool.dwg - Generieren und Editieren mit B.O. - Vorwiegend bei Volumenmodellen

21 2. Grundlagen Modeling V Was ist Rendering ? - Kamera - Licht - Material - (Animation) 3D-Studio MAX und ALIAS Gesonderte Vorlesung: RENDERING

22 2. Grundlagen Modeling VI CAD/CAM: Spezialbereich IT => der Rechneranwendung CAD in der Wirtschaft => - CAD nur mit CAM effektiv - CAD/CAM ist Realität, CIM nicht - Arbeitsteilung am gleichen RIModell - CAD: Workflow über Datennetz u Gesonderte Vorlesung: CAD/CAM

23 3. Bereiche für Rechnereinsatz

24 3. CAD in der Wirtschaft

25 3. CAD-Anwendungen CAD + CAM + XXX = CIM => Generierung von *RIM* für CAM Mustervorlagen für Webmaschinen Zuschnitte für Möbelherstellung Entwürfe von Produkten Architektur-Entwürfe Fotorealistische Präsentationen Herstellung Technischer Zeichnungen

26 3. Anwendung 3D-Modelle

27 3. Vor-/Nacht. digitaler Modellbau

28 4. Marktübersicht CAD-Systeme Haupttanwendung CAD: Mechanik, Architektur, Elektronik => Deutscher Markt 1996: 1,65 Mia. DM 55 Systeme 11/1996 im Angebot davon 42 auch für Windows Macintosh spielt bei CAD keine Rolle

29 4. Marktübersicht CAD-Systeme

30 4. CAD-Systeme WS+UNIX

31 4. CAD-Systeme PC+Windows

32 4. Marktübersicht VR-Systeme Neuer Anwendungsfall: Objekte in Welt Markt sehr in Bewegung, Innovativ Modernere Softwarephilosophie als CAD Neue Interaktionsverfahren u. Werkzeuge VR-Modell auf CAD-System übertragen: Schwierig bis unmöglich !! >> anders herum: Im Prinzip JA ! Macintosh für 3D-Modeling... Warum ?

33 4. Software für VR-Modeling

34 5. Softwarekurse im MZ

35 5. Software-Kurse 3D-Modeling Drei aufeinander aufbauende Kurse 2D-, 3D-Konstruktion, Rendering => Rendering mit 3D-Studio MAX Nur Einführung, aber je 100 Stunden erforderlich, bis zu selbständiger Arbeit Aufbaustudiengang DEM: Hanisch Crash-Kurs: 3D-Studio MAX: AL/Hanisch

36 5. Software AutoCAD 13 C4 Das System läuft auf allen PCs im Pool Betriebssystem Windows NT Schulversion, C4-Patch, Warum verwenden wir AutoCAD ? - Weltweiter Marktführer PC-CAD - Viele Systemapplikationen - Teuer: Vollversion DM (ACAD 14)

37 6. Perspektiven3D-Modeling 30 Jahre Entwicklung: Ausgereifte Tools, Schwerpunkt CAD Hauptproblem: Manipulation im 3D-Raum Neu: Software für virtuelle Welten VR sehr hohes Innovationspotential !! Von WS zu PC mit Windows NT/2000 3D-Modeling: Grundlage der meisten Rechneranwendungen im Design !!

38 Zusammenfassung I

39 Zusammenfassung II

40 Das Letzte... vom

41 Das Letzte... vom AL/061298


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