Augmented Reality: 3D Model Supply Chain

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modulAR - Augmented Reality für den Mittelstand

Einführung Mixed Reality

Augmented Reality, Virtual Reality, Mixed Reality, XR, Digital Reality, Augmented Virtuality – es gibt viele Begriffe, die im Moment teilweise synonym, teilweise komplementär verwendet werden. Der Begriff „Mixed Reality“ wurde von Microsoft geprägt und ist (im Moment) zusammen mit der Abkürzung „XR“ (mit dem „X“ als Platzhalter für „V“ oder „A“) der Oberbegriff für die verschiedenen Technologien. Das folgende Diagramm zeigt das gesamte Spektrum:

Mixed Reality Kontinuum

Abb.1: Mixed Reality Kontinuum

Auf der linken Seite des Diagramms ist die Realität dargestellt. Je weiter man sich nach rechts im Diagramm bewegt, um so weiter nimmt der Grad an „Immersion“ zu, also der Grad, in dem der Anwender in eine vollständig simulierte, virtuelle Welt eintaucht. Ganz rechts auf der Skala ist dementsprechend die virtuelle Realität dargestellt, bei der der Benutzer sich mit Hilfe einer Brille (auch „Head Mounted Device“, HMD genannt) und Kopfhörern vollständig von der Realität abschottet.

Dazwischen gibt es Mischformen wie die „Informed Reality“, bei der dem Benutzer mithilfe von „Head-up Displays“ zweidimensionale Informationen eingeblendet werden. Dies findet man z. B. in Cockpits einiger Autos und in Form von Brillen mit Kamera und Display in der Logistik.

Unter „Augmented Reality“ oder „Erweiterter Realität“ wird derzeit vor allem das Darstellen dreidimensionaler Objekte in der realen Umgebung verstanden. Die großen Konzerne wie Apple und Google pushen diese Technologie im Moment massiv über ihre Plattformen für Smartphones und Tablet PCs (iOS und Android), aber auch Augmented-Reality-Brillen wie die Microsoft Hololens oder die Magic Leap One setzen sich mehr und mehr durch.

„Augmented Virtuality“ ist im Moment noch (Stand: Juli 2018) eine eher seltene Form der Mixed Reality, bei der Teile der Realität (vor allem persönliche Elemente wie Hände oder Avatare) in eine weitgehend virtuelle Umgebung eingeblendet werden. Anwendungsgebiete sind z .B. Telepräsenz oder Computerspiele.

In einer Studie des Bundesverbandes Digitale Wirtschaft (BVDW) vom Juni 2018 bewerteten 114 befragte Marketing-Experten die Relevanz für ihre Unternehmensstrategie 2018 so:

Relevanz von Augmented und Virtual Reality für Ihr Unternehmen

Abb. 2:  Relevanz von Augmented und Virtual Reality für Ihr Unternehmen (Quelle: BVMW)

Die Frage, wie dieselben Experten die XR-Technologien unabhängig von der Relevanz für das eigene Unternehmen bewerten, kam zu folgendem Ergebnis:

Augmented vs. Virtual Reality

Abb.3: Augmented vs. Virtual Reality (Quelle: BVMW)

Diese Studie ist repräsentativ für den Umbruch, in dem sich der Markt befindet. Man spricht von AR/VR als „the next big thing“, in Kombination mit marktreifen, consumer-tauglichen Brillen u. U. könnte sich sogar eine ähnlich disruptive Veränderung vollziehen wie seinerzeit durch das Smartphone.

Supply Chain für 3D Modelle

Abb. 4: Supply Chain für 3D Modelle

In jedem Fall wird mit fortschreitender Digitalisierung der Unternehmen das Vorhalten von 3D-Modellen der eigenen oder gehandelten Produkte zunehmend erfolgsentscheidend. Die notwendigen Investitionen sind aktivierbare Vermögenswerte des Unternehmens (capital expenses). Hierfür ist aber eine eigene Wertschöpfungs- bzw. Lieferkette (supply chain) notwendig:

Die Quelle für 3D-Modelle (Abb.4 ganz links) können zum einen 3D-Künstler („Artists“) sein, die nach Vorlage von Fotos oder realen Objekten ein XR-geeignetes Modell erstellen.

Viele Unternehmen oder ihre Zulieferer haben bereits 3D-Modelle aus ihrer CAD („computer-aided design“) Software. Der Nutzen dieser Modelle für XR ist aber weitgehend unerkannt: durch eine algorithmische Formatwandlung können diese Modelle sehr leicht in ein XR-fähiges Format umgewandelt werden.

Leider sind die so entstehenden Modelle oft sehr groß, weil z.B. im Fall eines Autos jede Schraube einzeln ausmodelliert erscheint – dies ist für die Konstruktion der Ingenieure wichtig, für eine ansprechende Darstellung jedoch vollkommen irrelevant. Daher müssen die konvertierten Modelle nach der Umwandlung einer Vereinfachung („Polygonreduzierung“) unterzogen werden, um sich z.B. auf dem begrenzten Speicher eines Smartphones unterbringen zu lassen.

Nach dieser Vereinfachung haben die Modelle ein einheitliches Material (glänzend/matt, Farbe). Für einige Produkte bzw. Anwendungsfälle kann dies schon absolut ausreichend sein. Sollen aber Produkte präsentiert werden, die aus mehreren Materialien bestehen, müssen diese wieder von einem 3D Artist nachbearbeitet werden. Dies kann in unterschiedlichen Fertigungstiefen geschehen, je nach Anspruch und Anwendungsfall. Wenn das Modell von Anfang an manuell erstellt wurde, entfällt dieser Arbeitsschritt.

Nun sind die 3D-Modelle einsatzbereit und müssen zusammen mit notwendigen Produktdetails (z.B. Preis, redaktioneller Text, etc.) sicher abgelegt und ggf. mit der bereits vorhandenen Produktdatenbank verknüpft werden. Aufgrund der großen Speichervolumina bietet sich hierfür ein Cloud-Speicher für 3D-Modelle an.

Von hier aus können die neuen Assets ganz unterschiedlich eingesetzt werden: für die Erstellung von Videoanimationen für Website und Kundenpräsentation, für Augmented Reality und für Virtual Reality. Je nach Anwendungsfall auf Desktop PCs, Smartphone, Tablet oder Datenbrillen.

 

Anwendungsfelder für Augmented Reality

Aufgrund der aktuellen Tendenz zu AR (vgl. Abb. 3) werden hier nur AR-Anwendungsfälle genannt. Diese sind allein schon so vielfältig, dass eine vollständige Darstellung nicht möglich ist. Die folgende Auflistung soll nur die Phantasie anregen und die Breite der Anwendungsfälle auffächern:

 

 

 Marketing

Präsentieren Sie Ihre Produkte in innovativer Form und vor allem: in der Umgebung des Kunden! Ob der Porsche in der eigenen Garage, das neue Sofa im eigenen Wohnzimmer oder die neue Verpackungsmaschine im Konferenzraum Ihrer Kunden – der Wow-Effekt ist Ihnen sicher.

 

 Ladenbau

Gestalten Sie die Ausstattung Ihrer neuen Geschäftsräume schnell und realistisch oder helfen Sie Ihren Kunden, sich Ihre Ausstattungsoptionen besser vorstellen zu können.

 

 Architekturmodelle

Mit einem 3D Modell der auf dem Bauplan dargestellten Immobilie oder Etage können sich Bauherren, Bauträger oder Erwerber ihr zukünftiges Objekt leichter vorstellen. Änderungswünsche können präziser formuliert und Missverständnisse vermieden werden.

 

 

 Retro-Fitting

Sie bieten Erweiterung für Produktionsanlagen, Maschinen oder Automationstechnik an? Ihre Kunden bestellen oft Teile für Bestandsanlagen, die nicht passen? Die damit verbundene Unzufriedenheit auf beiden Seiten lässt sich leicht vermeiden, wenn die Elemente vorher virtuell eingebaut werden können. So können auch Rückfragen präziser formuliert und ggf. mit 3D-Ansichten visualisiert werden.

 

 Erwerber-Betreuung

Gehen Sie mit Ihren Kunden durch den Rohbau und geben Sie ihnen die Möglichkeit Installationen, Bodenbeläge, Türzargen und vieles mehr live aus dem vorgesehenen Angebot auszuwählen. Stellen Sie Preisübersichten der gewählten Elemente dar und diskutieren Sie mit dem Kunden sofort seine Änderungswünsche anhand einer plastischen Visualisierung.

 

 Modulare Möbelsysteme

Ob Büromöbel, Küchen, Wohn- oder Funktionsmöbel – in vielen Fällen können mehrere Elemente eines Programms zu einer Gesamtlösung zusammengestellt werden – warum nicht gleich in dem Raum, in dem sie später stehen sollen?

 

 Elektronisches Maßband

Wie groß ist mein Raum? Passt der Schrank noch in die Lücke? Wie hoch soll meine Markise hängen und wie breit soll sie sein? Augmented Reality bietet außer der Möglichkeit, 3D-Modelle darzustellen auch die Möglichkeit des Ausmessens der realen Umgebung mit einem virtuellen Maßband.

 

 Lichtplanung

Welche Lampe benötige ich, um eine angenehme Atmosphäre zu schaffen? Wieviele Elemente eines Lichtsystems benötige ich, um meine Fabrikhalle auszuleuchten? Mit den neuesten Augmented-Reality-Brillen lassen sich sogar reale Objekte mit virtuellen Lichtquellen beleuchten!

 

eCommerce / Online-Shop

In den nächsten 1-2 Jahren werden AR-fähige Browser 3D-Modelle in Online-Shops zum Hygienefaktor für Ihre Kunden werden lassen. Seien Sie einer der ersten, der diese Technologie bietet – wir erweitern Ihren bestehenden Online-Shop um eine 3D-Modelldatenbank.

 Dollhouse Präsentation

Wenn Sie große Produkte wie Maschinen, Immobilien, Fahrzeuge o.ä. präsentieren müssen, kann der Maßstab Ihrer Präsentation der jeweiligen Situation angepasst werden. Durch Kombination realer Modelle können Sie Ihre verkleinerten Modelle in eine Art „Puppenhaus“ setzen und damit Ihre Vision beeindruckend visualisieren.

 

 Digital Twin Prototyping

Wenn große Konstruktionen wie z.B. Förderanlagen schon vor ihrer Fertigung in die Fabrikhalle eingepasst werden sollen, bietet Augmented Reality die Möglichkeit, diesen „digitalen Zwilling“ der späteren Anlage schon zum Zeitpunkt der Konzeption zu visualisieren und frühes Feedback vom Kunden einzuholen. Das spart Zeit und vermeidet Missverständnisse.

 

Dashboards für Industrie 4.0

Visualisieren Sie Ihre Controller- und andere Maschinenkenndaten mit Hilfe virtueller Anzeigen und Grafiken und behalten Sie dabei die Hände frei für Justierungs- oder Wartungstätigkeiten. Augmented Reality Brillen sind schon bei vielen Industrieunternehmen im Einsatz, wann ist es bei Ihnen soweit?

 

 

Messebau

Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte – aber ein 3D-Modell sagt mehr als 1000 Bilder! Bauen Sie den Messestand Ihrer Kunden noch vor Beginn der Messe auf, führen Sie ihn hindurch und sammeln Sie sein Feedback ein. So bekommt er, was er sich vorstellt und Sie einen zufriedenen Kunden.

 

 Virtuelle Führungen

Führen Sie mehrere Besucher gleichzeitig, indem Sie Informationen zu Exponaten in Form von Augmented Reality bereitstellen. Ein Avatar des Künstlers, Hinweise auf interessante Details oder historische Hintergründe – die Möglichkeiten sind unbegrenzt. Und jeder Besucher kann die Exponate in seinem eigenen Tempo erkunden.

 

 

 Virtuelle Anleitungen

Wartungsanleitungen für Geräte und Maschinen, bei denen die einzelnen Handgriffe Schritt für Schritt ins reale Modell eingeblendet werden. Aufbauanleitungen für Produkte, die zur Lieferung demontiert werden müssen. Nie wieder einen Schrank verkehrt aufbauen und sich ärgern. Schon heute werden Tutorial Videos weitaus häufiger konsumiert als gedruckte Anleitungen. Augmented Reality Anleitungen sind der nächste logische Schritt.

Das modulAR-Ökosystem

modulAR adressiert die komplette 3D Supply Chain von Unternehmen (vgl. Abb. 4) und bietet darüber hinaus weitere Features und Services sowie kundenindividuelle Erweiterungen (z.B. Blockchain, Artificial Intelligence / Machine Learning, Chat Bots uvm.):

modulAR-Features ergänzend zur Supply Chain

Abb. 5: modulAR-Features ergänzend zur Supply Chain

Vom Autorensystem über einen Webclient zum Verwalten der 3D-Modelle, Verbinden mehrerer 3D-Objekte zu einer Konstruktion bis hin zu Wartung und Betrieb bietet das modulAR-Ökosystem eine komplette Unterstützung für Ihre individuelle Lösung.

Zusammen mit unserer Technologieführerschaft im Bereich Softwareentwicklung bietet unser umfängliches Partnernetzwerk (deutschlandweites 3D-Netzwerk von Scanning über 3D-Gestaltung und Animation bis hin zum 3D-Druck / additive Fertigungsverfahren) die Gewissheit, alle Anforderungen aus einer Hand bedienen zu können.

Gerne machen wir Ihnen ein attraktives Einstiegsangebot. Sprechen Sie uns gern an! Wir freuen uns auf Ihre Ideen!

Christian ist seit mehr als 16 Jahren Produktmanager für Softwareanwendungen aus verschiedenen Branchen und Agilist aus Leidenschaft. Er ist Experte für große Unternehmensstrukturen und komplexe Projekte und Verfechter von Wertschöpfungsgedanken und Customer-First-Attitude. Christian führt unsere Kunden durch das gesamte codecentric-Portfolio, von der Ideengenerierung bis zum Betrieb der fertigen Lösung als partnerschaftlicher Begleiter. Seit 2017 betreut er federführend das Augmented Reality Innovationsprojekt „modulAR“.

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