Wie konvertiert man CAD Daten für eine Echtzeit App?

Viele unserer Kundenanfragen haben mit individuellen CAD Daten und deren Konvertierung in interaktiv darzustellende Echtzeit-Geometrie zu tun. Wir möchten etwas Einblick in die Prozesse geben.

Vorab einige Hintergrundinformation über CAD Daten:

CAD bedeutet Computer Aided Design und darunter versteht man heutzutage das computergestützte Konstruieren eines Produkts. Meist direkt in 3D und mit oft sehr komplexen technischen Flächen- und Funktionsbeschreibungen. Wir fokussieren uns in diesem Beispiel auf 3D konstruierte Daten wie Autoteile oder Consumer Produkte. Natürlich gibt es auch 2D CAD Daten wie DXF Dateien mit Architekturplänen, etc.

Es gibt eine Vielzahl an Softwarepakete, die in den unterschiedlichsten Branchen wie Architektur, Medizin, Flugzeugbau, Fahrzeugbau, Ingenieurswesen, Maschinenbau, etc. eingesetzt werden. Wie z.B.

Catia
Solid Edge
Archicad
AutoCAD
Rhino
SolidWorks
NX
Creo
DeltaGen
Inventor
Allplan
Archicad
fast ace bumper 3d object in 3ds Max conversion from STEP body object to optimized Editable Polygon 3D Object for real-time use

Die Erstellung der Produkte mittels CAD ist für den Kunden oft kein Problem, da dies zu seinem Kerngeschäft gehört. Die Einbindung und Darstellung in Echtzeit, Augmented Reality, Virtual Reality oder als Marketing Präsentationen bzw. Anwendungen kann sich für den Kunden jedoch sehr schwierig bis unmöglich gestalten.
CAD Daten sind meist extrem groß und enthalten für die interaktive Darstellung unnötige Details, wie Unterlegschreiben der Schrauben, nicht sichtbares Innenleben, Gewinde oder kleine runde Öffnungen. Hinzu kommt, dass CAD Daten in Kurven und mathematisch definierten Flächen aufgebaut sind (NURBS, B-Splines, Patches).

Für eine Echtzeit Anwendung werden schließlich aber Polygone und Dreiecke (ein tesseliertes Polygon Mesh) benötigt, die zudem entsprechende Texturkoordinaten (UVW Coordinates) enthalten müssen, um Texturen und Material korrekt darstellen zu können.

Zu guter Letzt, gehört auch eine große Portion Know-How, ein eingespieltes Team, die Kreativität, sowie Visual Design Thinking und Leidenschaft dazu, um ein professionelles Gesamtpaket liefern zu können.

Das bedeutet es ist ein Optimierungsprozess nötig, der die CAD Daten Realtime fähig macht!

Der Datenaustausch kann in diversen Formaten erfolgen. Folgende sind meist möglich und werden natürlich auch von uns unterstützt:

CATIA V4 (MODEL, DLV4, DLV3, DLV, EXP, SESSION, MDL) Files
Creo, Pro/ENGINEER (PRT, ASM) Files
CATIA V5 (CATPRODUCT, CATPART) Files
3DXML Files
STEP (STP, STEP) Files
AutoCAD (DWG) Files
JT Files
SolidWorks (SLDPRT, SLDASM) Files
AutoCAD Interchange (DXF) Files
Parasolids Files (X_T, X_B, P_T,P_B)
Stereolithography (STL) Files
Autodesk Inventor (IPT, IAM) Files
PLMXML Files
UG-NX (PRT) Files
VRML Files
IGES Files
CSB Files
VIZ Render (DRF) Files
SAT Files

Am häufigsten werden vom Kunden STEP Dateien geliefert. STEP ist ein international entwickeltes Standardformat, dass als beste Schnittstelle für Geometriedaten, sowie Zusatzattribute wie Farbe, Ansichten, Strukturen, Hierarchien, etc. gilt.

Natürlich arbeiten wir auch mit nativen 3ds Max oder Maya Dateien (3D Content Creation Software), sowie die in unserer Branche üblichen Export Formate Autodesk FBX, Collada DAE oder Wavefront OBJ.

Ein Beispiel Szenario:

Kunde A hat ein Produkt und benötigt eine Echtzeit Visualisierung.
Er schickt uns die vorhandenen CAD Daten als exportierte STEP Dateien, sowie Referenz Screenshots und Materialvorgaben.
(Anmerkung am Rande: Wir erstellen auch 3D Modelle von Scratch nach eigenem Concept Art oder von physischen Vorlagen bzw. 2D Zeichnungen)

Er möchte es interaktiv und in visuell hoher Qualität auf einer Echtzeitplattform darstellen.
Im ersten Schritt gilt es die Datei zu analysieren und den Optimierungsaufwand abzuschätzen.

Warum? Jedes Objekt hat seine eigenen Tücken und Komplexitäten. Die CAD Daten könnten unvollständig oder durch den Exportprozess teilweise fehlerhaft sein.

Jetzt hängt es von den Anforderungen ab. Welche Zielplattform, was soll mit dem Produkt geschehen, was ist bei der visuellen Darstellung wichtig, etc.

Eine möglichst niedrige Polygonanzahl ist für die schnelle Darstellung wichtig. Hierbei muss man auf technische Limitationen der Zielplattform (iPad, PC, Mobile, GearVR, HTC Vive, etc.) achten.
Die Flächennormalen und Smoothing Gruppen, sowie die Triangulierung muss bestmöglich aufbereitet werden, sodass die finale Mesh-Geometrie eine möglichst konsistente Topologie hat, damit Licht und Materialien, sowie Texturen und Logos optimal zur Geltung kommen.

Mit unserem engagierten Team, unserer langjährigen Erfahrung, unserer Pipeline und Tools können wir die Produkte unserer Kunden in hoher Qualität, schnell und erschwinglich umsetzen.

Stoßdämper Beispiel – CAD to Realtime

Schauen Sie sich diesen Stoßdämpfer an.

Wir erhielten eine CAD Datei, die nur aus Kurven und Konstruktionsdaten bestand.

fast ace bumper real model
fast ace bumper 3d object in 3ds Max as native STEP file body object with close-up view
fast ace bumper 3d object rendered traditional offline visualisation
fast ace bumper 3d object in Unity3D as high quality CAD data visualisation

Wir bearbeiten diese und konvertieren sie zu Echtzeit tauglichen Polygondaten. Unwrappen das Objekt, sodass Materialien und Texturen zugewiesen werden können und implementieren sie in einer Echtzeit Plattform wie Unity3D oder Unreal.

Das 3D Model ist nun vielseitig einsetzbar!

Egal ob für VR, AR, Next Level Marketing Material, Renderings, Games oder interaktiver 360° Drehansichten auf ihrer Webseite.
Natürlich lässt sich das Objekt auch animieren und mit beliebigen Effekten versehen.
In unserem Beispiel gibt es eine Explosionsanimation, um die Einzelbauteile besser sehen zu können. Alles vom Benutzer frei steuerbar!

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