3D-Visualisierung – einige Grundlagen

Was genau bedeutet 3D-Visualisierung (oder auch Architektur-Visualisierung, Produkt-Visualisierung)? -> Und wo liegen die Vorteile? Hier beschreiben wir einige Grundlagen.

Vom Zeichenbrett

3D-Visualisierung Zeichenbrett in Loft
3D-Visualisierung – Zeichenbrett

Nun möchten wir nicht bis zur Höhlenmalerei ausholen, aber ein wenig Historie hilft für das Verständnis. Die meisten Objekte des täglichen Lebens, vom Barhocker bis zum Mehrfamilienhaus, haben ihren Anfang als Zeichnung genommen. Und noch bis in die 90er Jahre des letzten Jahrhunderts wurden diese Zeichnungen oft per Hand erstellt. Ein hierfür üblicherweise verwendetes Zeichen- oder Reißbrett haben wir einmal visualisiert (in 3D – aber dazu kommen wir noch):

Diese Zeichnungen wurden häufig mit einem Tuschefüller auf Transparentpapier erstellt. Sorgfältiges Arbeiten ist bei dieser Methode äußerst wichtig, um eine saubere Linienführung zu erhalten (bei Ungeübten verschmiert die Tusche sehr schnell auf dem Papier, was die gesamte Zeichnung unbrauchbar machen kann). Ein großer Nachteil hierbei ist, dass Korrekturen nur sehr schwer bis gar nicht durchgeführt werden können, da die Tusche permanent aufgebracht wird.

3D-Visualisierung - technische Zeichnung am Reissbrett
3D-Visualisierung – technische Zeichnung am Reissbrett

Die fertigen Zeichnungen zeigen das jeweilige Objekt dann in der Regel von zwei oder drei Seiten. Das ist notwendig, um seine gesamte Form erfassen zu können. Komplexere Gegenstände benötigen durchaus auch mehrere Ansichten oder „Schnitte“ (mit denen Innenansichten dargestellt werden können).

über CAD-Software

3D-Visualisierung - technische Zeichnung am CAD
3D-Visualisierung – technische Zeichnung am CAD

Heute werden diese Zeichnungen üblicherweise am Computer erstellt. Die dafür genutzte Software nennt man CAD-Programm. CAD steht hier für Computer Aided Design und beschreibt den Vorgang des PC-unterstützten Designens (oder auch Konstruierens). Die ersten dieser Programme bildeten das zweidimensionale Zeichnen am Reißbrett nach – sogenannte 2D-CAD-Software. Diese Arbeitsweise erleichterte das Erstellen von technischen Zeichnungen bereits enorm, da Linien und Formen in perfekter Ausführung mit wenigen Klicks erstellt sind. Auch lassen sich Fehler leichter beheben und Änderungen schneller durchführen.

Bekannte Hersteller von CAD-Software sind beispielsweise die Firmen Autodesk (USA), Dassault Systèmes (Frankreich) oder Siemens (Deutschland).

Die nächste Generation von CAD-Programmen führte das dreidimensionale Konstruieren ein. Während bei der 2D-Methode ein Objekt „flach“ von verschiedenen Seiten gezeichnet wird, kann mithilfe der 3D-CAD-Software ein Objekt als Volumen-Körper konstruiert werden. Das ist eine für den Ersteller der Zeichnung angenehme Arbeitsweise, da er sich das virtuelle Objekt am Bildschirm von allen Seiten ansehen kann. Dies reduziert Fehler, die u.a. aus der teilweise schwierigen gedanklichen 2D-Ableitung eines komplexen Gegenstandes resultieren.

Durch die perspektivische – oder isometrische – Darstellung war es nun auch Laien leichter möglich, eine technische Zeichnung zu verstehen. Der nächste Evolutionsschritt war es dann, die Linienzeichnungen weiter in Richtung Realität zu bringen. Dazu wurde es in den 3D-CAD-System möglich, Texturen anzubringen und einige Materialien zu simulieren. Von einer fotorealistischen Abbildung war aber auch das noch weit entfernt.

zur Render-Engine

3D-Visualisierung - Rendering
3D-Visualisierung – Rendering

An dieser Stelle kamen die die sogenannten Render-Engines auf den Plan. Diese erweitern die oben genannten Möglichkeiten des 3D-CAD um vielfältige Möglichkeiten, Material zu simulieren und den Lichteinfall auf Objekte zu berechnen. Dies sorgt, wenn richtig angewendet dafür, dass die am Computer erstellten Szenen nicht mehr von einer Fotografie zu unterscheiden sind.


Vorteile der 3D-Visualisierung

A propos Fotografie – was sind nun die Vorteile der 3D-Visualisierung gegenüber der Fotografie?

Vorteil 1: Perspektivische Freiheit

Bei der Fotografie unterliegt man natürlichen Einschränkungen. Möchte man beispielsweise einen Raum in einem Gebäude in seiner Totale abbilden, geht das häufig nur durch die Türöffnung eines angrenzenden Zimmers oder durch ein Fenster. Oder es wird aus einer Ecke des Raumes heraus mit einem Weitwinkelobjektiv gearbeitet. Dieses verzerrt die Aufnahme jedoch und die Ränder der Abbildung haben eine schlechtere Bildqualität.

Bei einem 3D-Rendering hingegen kann man beliebige Perspektiven wählen. Auch entfernt man bei Bedarf einfach die Decke oder eine Wand des Zimmers um den Innenraum optimal darzustellen.

Hier sehen Sie zur Verdeutlichung ein fotorealistisches Rendering eines kleinen Gästebadezimmers. Hier wurden zwei Wände entfernt, um das Bad vollständig abbilden zu können. Nur mit einer Kamera wäre das so nicht möglich gewesen.

3D-Visualisierung-Badezimmer
3D-Visualisierung – Gäste-Badezimmers

Vorteil 2: Jede Umgebung möglich

Sie möchten das neue Modell Ihres Lounge-Sessels in einer mediterranen Villa mit Meerblick zeigen? Oder Blick auf die Altstadt? Oder doch lieber in gediegener Clubhaus-Atmosphäre? Betonboden? Nussbaum-Parkett? Eiche? … Wie Sie sehen kann es recht teuer werden, wenn Sie versuchen all diese Ideen konventionell mit einem Fotoshooting auszuprobieren – falls Sie überhaupt ein passendes Set auftreiben können (möglicherweise möchten Sie Ihre neue Linie von Büromöbeln ja an Bord eines Raumschiffes präsentieren).

Hier kann die 3D-Visualisierung einen ihrer größten Vorteile ausspielen: das Schaffen jeder beliebigen Szenerie für Ihr Produkt.

Dargestellt am Beispiel eines Hockers aus Holz:

Cutter - Hocker aus Holz
Hier wurde der Hocker vor einem schlichten Hintergrund gerendert. Auf diese Weise werden seine Form und sein Material bestmöglich präsentiert, da nichts vom gezeigten Gegenstand ablenkt.
Hocker aus Holz
Auch in dieser Szene liegt der Fokus eindeutig auf dem Hocker. Er soll aber in einer üblichen Umgebung dargestellt werden. Dies hilft dem Betrachter, sich das Möbelstück in seiner eigenen Wohnsituation vorzustellen.
Cutter - Design-Hocker aus Holz
Hier wird durch die puristische Umgebung und durch die gewählte Perspektive das moderne Design des Hockers herausgehoben.

Vorteil 3: Perfekte Darstellung

Fakt ist, in der realen Welt gibt es keine Perfektion. Eine Oberfläche ist nie zu 100% ebenmäßig, das Licht höchstens durch Zufall exakt so, wie man es sich vorgestellt hat. Einiges kann man per Foto-Retusche nachträglich sicherlich korrigieren. Doch sieht ein stark bearbeitetes Bild häufig nicht mehr ansprechend aus. Und das Spiel von Licht und Schatten ist mit klassischer Foto-Manipulation äußerst schwierig nachträglich änderbar.

Ein vollständig digital geschaffenes Bild hingegen kann jede beliebige Darstellung „real“ aussehen lassen. Sie entscheiden, wie das Licht aussehen soll und Sie entscheiden, wie „perfekt“ Sie ihr Produkt dargestellt haben möchten.

3D-Visualisierung Deckenleuchte Kupfer
3D-Visualisierung – Deckenleuchte Kupfer

Vorteil 4: Prototypen und Produktvorschau

Zugegeben: ein Foto von einem Objekt ist schnell erstellt. Was aber, wenn dieses Objekt noch überhaupt nicht existiert? Durch ein fotorealistisches Rendering können Sie Produkte, Immobilien oder Einrichtungen zeigen, die es in der Realität noch nicht gibt. Wie zum Beispiel das Verpackungsdesing in der nächsten Abbildung. So können Sie Ihren Produktkatalog bereits erstellen, während die Verpackung noch im Druck ist.

3D-Visualisierung - Tee Lemon TEA
3D-Visualisierung – Tee Lemon TEA

Vorteil 5: Freigestellte Objekte

Häufig sollen Objekte vor einem einfarbigen Hintergrund abgebildet werden. Beispielsweise in einem Katalog oder im Online-Shop. Hierzu müssen die fotografierten Gegenstände von ihrem Hintergrund getrennt werden. Das nennt man freistellen und kann bei Dingen mit unregelmäßigen Formen (schwierig: Haare) durchaus knifflig werden. Bei digitalen 3D-Modellen hat man dieses Problem nicht, da die Objekte von Anfang an frei sind (und in beliebige Szenen eingesetzt werden können).

3D-Visualisierung - Gartenliege Akazie freigestellt
3D-Visualisierung – Gartenliege Akazie freigestellt

Vorteil 6: Wiederverwendbarkeit

Sobald ein Objekt einmal als 3D-Modell vorliegt, kann es selbstverständlich auf alle erdenklichen Arten wieder- und weiterverwendet werden. Nehmen wir an, Sie sind Hersteller von Design-Möblen. Nachdem Ihre Produktpalette einmal komplett in 3D erstellt wurde, können Sie diese z.B. für verschiedenste Werbemaßnahmen nutzen. Für individualisierte Prospekte für Ihre Kunden. Für den neuen Katalog. Für Ihren Social-Media-Auftritt. Und das alles genau so, wie Sie es sich vorstellen. Ohne Set und Fotograf. So wie die farbenfrohen Drehstühle im nächsten Bild.


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