Komplexe 3D-Daten auf allen Geräten

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD hat mit „instant3DHub” eine webbasierte Softwareplattform entwickelt, mit der sich auf jedem handelsüblichen Endgerät Visualisierungen von 3D Daten öffnen und lesen lassen.

Die Softwareplattfom „instant3DHub” visualisiert die 3D-Daten des Schiffs im Browser. Foto: Fraunhofer IGD

Die Softwareplattfom „instant3DHub” visualisiert die 3D-Daten des Schiffs im Browser. Foto: Fraunhofer IGD

Die neue Entwicklung soll den Einsatz von AR in der Industrie fördern, indem es eine einheitliche Möglichkeit für das Versenden von 3D-Inhalten vorgibt, wie es beispielsweise bereits bei Bildern und Dokumenten im PDF oder JPEG Format der Fall ist. Vor allem der Industrie fehlte es bisher an einer Option, sehr große und immer komplexere 3D-Datenmengen auf allen Endgeräten von Smartphone bis zur VR-Brille nutzbar zu machen. Mit der vom Fraunhofer IGD entwickelten Software „instant3DHub” können Ingenieure, Techniker und Monteure nun auf ihren Endgeräten räumliche Konstruktions- und Montagepläne nutzen. „So werden beispielsweise Industrieanlagen oder digitale Gebäude in Echtzeit begeh- und erfahrbar”, erklärt Dr. Johannes Behr, Abteilungsleiter Visual Computing System Technologies am IGD. Bislang war dies aufgrund der gigantischen Datenmengen, die dafür verarbeitet werden müssen, nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich. Denn Anwender mussten vorab von Hand auswählen, welche Daten für die Visualisierung bearbeitet werden sollen, was dann wiederum eine teure Spezialsoftware übernommen hat.

Mit der webbasierten Fraunhofer-Lösung kann jedes Unternehmen das Visualisierungstool an seinen Bedarf anpassen. Welche Daten aufbereitet werden entscheidet die Software autonom, indem sie intelligent berechnet, dass beispielsweise nur Ansichten von sichtbaren Teilen auf das Endgerät des Anwenders übertragen werden. „Von etwa rund 3,5 Millionen Bauteilen eines Kraftwerkes werden die nur etwa 3.000 sichtbaren auf dem Server berechnet und an das Endgerät übertragen”, veranschaulicht Behr an einem Beispiel.

Sinnvoll seien solche Sichtbarkeitsberechnungen vor allem für VR- und AR-Anwendungen, da hier in Echtzeit jene Darstellungen erscheinen, auf die gerade geblickt wird. Das dies bereits bei der Wartung von Autos funktioniert, zeigten die Forscher auf der CeBIT. Bei einer VR-Anwendung gelang es, bis zu 120 Bilder pro Sekunde auf eine Datenbrille zu laden. So konnten mehrere Tausend 3D-Daten aus einer zentralen Datenbank zu einem Automodell in nur einer Sekunde auf ein Endgerät gelangen. Das geht deshalb so schnell, weil die Daten nicht komplett, wie bisher, auf das Endgerät gespielt werden müssen, sondern über das Web gestreamt werden. Dabei werden die unterschiedlichen 3D-Webanwendungen ohne dauerhafte Speicherung geliefert, weshalb auch mobile Geräte wie Tablets und Smartphones diese nutzen können.

Durch „instant3DHub” werden bei jedem Aufruf die Daten den spezifischen Anwendungen zugeordnet, aufbereitet und visualisiert. „Dadurch erfüllt das System nutzer- und gerätespezifische Anforderungen und ist vor allem sicher”, sagt Behr. Daimler, Porsche und BMW verwenden „instant3DHub” bereits an mehr als 1.000 Arbeitsplätzen. Auch mittelständische Unternehmen wie SimScale und thinkproject setzten instantReality und „instant- 3Dhub” erfolgreich ein und entwickeln auf dieser Basis eigene individuelle Softwarelösungen.

Die Technologien sind laut IGD aber auch für den Bereich Augmented Reality relevant, die einen Bezug zwischen CAD-Daten und der realen Produktionsumgebung herstellen. „Augmented Reality ist eine Kerntechnologie für Industrie 4.0, da hier die digitale SOLL-Situation permanent und in Echtzeit mit der durch Kameras und Sensoren erfassten IST-Situation abgeglichen wird”, ergänzt Dr. Ulrich Bockholt, Leiter der Abteilung „Virtual and Augmented Reality” am Fraunhofer IGD. Letztlich sei die Lösung jedoch für viele Branchen interessant, selbst im Bereich Bau und Architektur, etwa wenn digitale Gebäudemodelle (Building Information Models) mit Hilfe von Smartphone, Tablet oder Datenbrillen visualisiert werden.

www.igd.fraunhofer.de