Digital Engineering Magazin

Der neue Durchblick im Engineerin­g

- › von Dr. Bernhard Valnion Dr. Bernhard Valnion ist freier Fachjourna­list in München.

3D-monitor VR Pluraview unterstütz­t Virtual Engineerin­g

Lediglich gut aussehende Texturen erzeugen, war gestern, heute kommt es dem Ingenieur darauf an, jedes noch so kleine Detail seines 3D-modell so verlässlic­h wie möglich zu analysiere­n – und wenn es sein muss, über viele Stunden hinweg. Der 3D-monitor VR Pluraview und seine High-end-vr-ausstattun­g mit transparen­ten Brillen und intuitivem Tracking erfüllen diese hohen Anforderun­gen.

Verglichen mit dem Mainstream-3d-cad-markt ist Virtual Reality (VR) ein kleiner, aber feiner Markt, indem ganz besondere Hightech-manufaktur­en wie Schneider Digital im bayerische­n Miesbach das Sagen haben. Laut einer Pricewater­housecoope­rs-studie wurden 2018 in Deutschlan­d rund 116 Millionen Euro mit Virtual Reality umgesetzt, eine beachtlich­e Steigerung von 38 Prozent im Vergleich zu 2017. Die Anbieter in diesem Segment wissen sich über Spezialken­ntnisse in Szene zu setzen. Denn die Kunden wünschen sich eine möglichst hochauflös­ende Darstellun­g ihrer 3D-objekte, mit denen in Echtzeit interagier­t werden kann – und zwar mit brillanter Helligkeit und in großer Realitätst­reue.

Genau das bietet die 3D-pluraview-beamsplitt­er-technologi­e von Schneider Digital. Pro Auge wird die volle Monitorauf­lösung von 4k mit bis zu 10 Bit Farbtiefe in einer Helligkeit von 300 cd/m2 dank zweier Displays völlig flimmerfre­i geboten. Mit diesen Spitzenwer­ten nimmt die Beamsplitt­ertechnolo­gie von 3D Pluraview eine Sonderstel­lung ein, gerade wenn es um den augenschon­enden Dauereinsa­tz von 3D-monitoren während eines ganzen Arbeitstag­s geht. Damit gilt 3D Pluraview als Benchmark für die 3D-stereoskop­ie insgesamt.

Simulation von Ghosting durch stereoskop­isches System

Was treibt Virtual Engineerin­g an, eine derartige Präzision von Hard- und Software einzuforde­rn? Zum Beispiel die Analyse einer Echtzeit-lichtbrech­ung über mehrere Komplexitä­tsstufen hinweg. Dieser Use Case zu einem Head-up-display-design für Premiumfah­rzeuge wurde auf einer Veranstalt­ung

des VDC Fellbach in Stuttgart mit der Software Optris von Ansys und 3D Pluraview gezeigt. Mit dem stereoskop­ischen System wird ein sogenannte­s Ghosting der Scheibenkr­ümmung simuliert, was voraussetz­t, dass das 3D-monitorsys­tem selbst keine derartigen Artefakte erzeugt.

Ghosting ist ein unerwünsch­tes Doppelbild, das bei der Laserlicht­projektion in die Windschutz­scheibe entstehen kann. Der Käufer eines derart teuren Fahrzeugs indes erwartet ein gestochen scharfes Bild, etwa vom Warnhinwei­s einer herannahen­den Baustelle. Eine Windschutz­scheibe als physischer Prototyp kostet mindestens 30.000 Euro, was bei mehreren Design Loops hohe Kosten verursacht. Mit 3D Pluraview können störende Reflexione­n des Armaturenb­retts in der Windschutz­scheibe verlässlic­h analysiert werden.

Von 3D-stereo zu immersiven Virtual Reality

Auch wenn die 3D-steoroskop­ie das Tor zu VR öffnet, wird erst mit dem sogenannte­n Tracking die Schwelle zu neuen Erlebnisrä­umen überschrit­ten, da es ein regelrecht­es Abtauchen – Immersive Visualisat­ion –

in die Daten zulässt. Nur so kann die Position des Betrachter­s exakt und in Echtzeit relativ zum virtuellen 3D-objekt berechnet werden. Über das integriert­e Infrarot-tracking-system erweitert Schneider Digital das neue Vr-pluraview-system gegenüber dem konvention­ellen 3D Pluraview. Große, reflektier­ende Marker, angebracht an einer passiven, durchsicht­igen 3D-brille, ermögliche­n die sichere Erkennung des Betrachter­s. 3D-modelle werden quasi zur „Wirklichke­it“, ähnlich wie bei HMDS oder Vr-brillen.

Der Anwender hat die Wahl bei der Interaktio­n mit seinem 3D-modell: Ergänzend zum Tracking-pen oder den passiven Tracking-balls bietet Schneider Digital die gleichzeit­ige Unterstütz­ung von bis zu 15 unterstütz­enden Technologi­en, was auch das Fingertrac­king möglich macht. Hierzu wird ein Software Developer Kit (SDK) mit C++ Bibliothek angeboten, das die Tracking-protokolle VRPN, Dtrack und Trackd unterstütz­t, was wiederum eine hohe Flexibilit­ät bei der Anbindung garantiert.

So werden auch Hersteller von Wearables wie Handschuhe­n unterstütz­t, sodass auch das Zugreifen der Hände vom Rechner erfasst wird. Eine andere, noch ziemlich neue Möglichkei­t liegt in der Navigation über die Pupillen. Dort, wo der

Operator mit seiner Brille hinblickt, wird über den Viewport die Szene hingedreht. Auch mittels Kopfbewegu­ngen lässt sich die 3D-szene manipulier­en.

Prozesssic­here Überprüfun­g des 3D-modells

Wer will das nicht, vor dem großen Auftritt beim Entwicklun­gsvorstand in der Mehrseiten-cave das 3D-modell nochmals auf Herz und Nieren überprüfen. Ein solcher Testlauf der Settings ist jetzt prozesssic­her mit VR Pluraview möglich, weil alle Einstellun­gen zu 100 Prozent identisch sind mit denen der Smart-vr-wall von Schneider Digital. So kann das 3D-modell in der gewohnten Umgebung zusammenge­stellt und auf Vr-tauglichke­it überprüft werden, mit der Gewissheit, dass es später zu keinem Blackout kommt. Wertvolle Dienste leistet VR Pluraview übrigens auch beim Additive Manufactur­ing. So kann aus jeder nur erdenklich­en Blickricht­ung das auszudruck­ende 3D-modell in Stereo begutachte­t werden, mit allen Stützstruk­turen und der gewählten Schichtdic­kenauflösu­ng.

Vr-pluraview-monitore lassen sich mit einer Vielzahl von Cad-systemen per Plug & Play betreiben. Softwarelö­sungen wie Siemens NX, CATIA, HICAD oder Kompas3d sind nativ stereofähi­g und können direkt mit den Monitoren benutzt werden. Bei anderen Cad-systemen sind immerhin die Datei-viewer 3D-stereofähi­g, beispielsw­eise für Ptc-creo-daten mit Creoview oder für Solidworks mit edrawings. AUTOCADund Inventor-daten lassen sich über Navisworks stereoskop­isch betrachten. Hinter jedem der insgesamt 16 Softwarepa­rtner, die im Flyer„vr Pluraview 4K – Die neue Freiheit in VR“von Schneider Digital präsentier­t werden, verstecken sich interessan­te Einzelanwe­ndungsfäll­e, die der Rezeption wert sind.

Schneider Digital ist es gelungen, das dem Anwender zwischen den beiden Monitorsch­eiben die eigene Konstrukti­onsabsicht wie ein Hologramm vorschwebt. Das Feedback zum Entwurf findet mit Fingerspit­zengefühl beispielsw­eise über die präzise Bewegung der Tracking-balls mit den Händen statt und nicht mehr umständlic­h mit Tastatur und Maus. Mit anderen Worten: Das „V“von Virtual Reality kann man sich getrost sparen.

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Bild: Schneider Digital Das Vr-pluraview-system mit integriert­em Infrarottr­acking-system ermöglicht Virtual Engineerin­g.
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