Faszination 3D

Web 3D - Wozu?

Wie kommen die Gegenstände in den Viewer?


Faszination 3D

Der dreidimensionale Raum ist nicht nur faszinierend - er ist auch unser Lebensraum. Wir nehmen ihn als selbstverständlich hin. Dabei ist es eine der größten Leistungen des menschlichen Gehirns, sich in drei Dimensionen zurechtzufinden. Ständig ist unser Gehirn damit beschäftigt, aus den zwei Einzelbildern, die unsere Augen liefern, ein dreidimensionales Bild zu errechnen. Dieses wichtige Feature des Gehirns ist es auch, das zuerst ausfällt, wenn wir ein paar Gläser zu viel intus haben. Wie kompliziert diese Materie eigentlich ist, ahnen wir bereits, wenn wir einem Kind erklären möchten, was Links und Rechts ist. Die alltäglichen Herausforderungen bewältigen wir scheinbar spielend. Schwieriger wird es , wenn wir vor einer etwas ungewöhnlichen Frage stehen:

Beispiel 1: Der Waschzettel Ihres T-Shirts ist innen links angebracht. Nun ziehen Sie das T-Shirt aus, krempeln es um und ziehen es wieder an. Der Waschzettel ist nun außen. Aber: ist der links oder rechts?

Beispiel 2: Sie halten einen Spielwürfel so zwischen Daumen und Zeigefinger, dass sich zwei Ecken senkrecht übereinander befinden. Nun schneiden Sie den Würfel genau in der halben Höhe zwischen diesen beiden Ecken waagerecht durch. Welche Form hat die Schnittfläche? (Es ist kein Quadrat!)

Die Maler des Mittelalters plagten sich mit der Darstellung des Raumes und beschränkten sich meist darauf, unwichtige Personen klein und wichtige größer zu malen. Bis in der Renaissance endlich die Zentralperspektive erfunden wurde. Nun gab es einen Fluchtpunkt und die Dinge im Bild verhielten sich korrekt: Je weiter weg vom Betrachter, umso kleiner. Daran hat sich auch mit dem Bildschirm nichts geändert. Leider ist der Flachbildschirm flach und kann Tiefe nicht darstellen. Wir haben es mit der Projektion dreidimensionaler Gegenstände auf die zweidimensionale Fläche des Displays zu tun. Damit das korrekt geschehen kann, muss die Software aber in jeder Phase einer Bewegung "wissen", wo sich jeder Punkt des virtuellen Gegenstandes befindet - dessen Tiefe eingeschlossen. Das kann - abhängig vom Detailreichtum - eine gewaltige Rechenleistung bedeuten. Hier haben wir die Ursache für die Limitationen von Web 3D. Schließlich handelt es sich um Echtzeit-Rendering, das nur bedingt von der Grafikkarte unterstützt wird. Um eine flüssige Darstellung zu gewährleisten, muss auf Details verzichtet werden. Der Herausforderung, interaktives 3D für Webseiten anzubieten, stellen sich Entwickler seit einigen Jahren. Bisher ist das nicht wirklich gelungen. Es müssen Bibliotheken oder Plugins geladen werden, die Darstellung läuft nicht in jedem Browser. Mit der Einführung von Html 5 hat sich etwas geändert: Nun gibt es das Canvas-Element, das unter anderem zum Zeichnen freier Formen dient. Es wird von allen gängigen Browsern unterstützt, und bietet erstmalig die Möglichkeit von einfachen 3D-Darstellungen, die JEDER sehen kann.

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Web 3D - Wozu?

Erstaunlicherweise teilen User nicht die Begeisterung für dreidimensionale Darstellung, die die Entwickler empfinden. Wenn etwas gut funktioniert, wird es selbstverständlich genutzt, wenn nicht, klickt der Betrachter weg. Der Mehrwert einer 3D-Darstellung existiert zweifellos, allerdings muss er sich den Anforderungen der Usability unterwerfen. Wichtiger als fortgeschrittene Features ist die schnelle und einfache Benutzbarkeit. Lange Ladezeiten oder komplizierte Handhabung sind Ausschlusskriterien. Weiterhin sollte die aufwendige 3D-Animation inhaltlich Sinn machen. Vorbei sind die romantischen Zeiten des Internet, als auf Webseiten versucht wurde, die räumliche Realität abzubilden. Glänzende Buttons mit Schlagschatten gehören der Vergangenheit an. Ein Restaurantbetreiber hat heute kaum noch den Ehrgeiz, seine Speisekarte als virtuelles Buch darzustellen, in dem man blättern kann. Vielmehr geht es um Vernetzung, Information und Kommunikation. Das Internet ist erwachsen geworden - und hat seine Unschuld verloren. Nichtsdestoweniger wird es immer Bedarf an dreidimensionalen Darstellungen geben, sei es zur Visualisierung von Produkten und Werkstücken oder in 3D-Browserspielen. Bis zu dem Tag, an dem endlich dreidimensionale Bilderzeugung existiert, die man ohne Brille betrachten kann, werden die Techniken der Projektion auf die Fläche des Displays optimiert.

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Wie kommen die Gegenstände in den Viewer?

Native Web 3D nutzt - wie jede interaktive 3D-Technik - Punkte und Polygone. In jedem Frame wird die Lage der Punkte im Raum berechnet, die anschließend durchPolygone miteinander verbunden werden. Die Daten können mit einem 3D-Scanner gewonnen oder in einem Modelling-Tool wie Cinema 4D erstellt werden. Zur Digitalisierung von flachen Formen wie Schrift oder Logos habe ich ein einfaches Tool entwickelt, das die Migration von Formen mit einem Minimum an Daten ermöglicht. Gut geeignet sind Daten für 3D-Drucker im stl-Format. Viele Gegenstände habe ich bei Thingiverse.com gefunden (siehe Credits). Diese können in eine XML-Datei umgewandelt werden, die direkt in den Native Web 3D - Viewer eingelesen werden kann. Der Vorgang kann soweit automatisiert werden, dass der Publisher lediglich eine XML-Datei auf seinen Server lädt, die anschließend sofort im Viewer zu sehen ist. Die Eigenbewegung von Gegenständen bzw. Interaktionen oder Kollisionserkennung erfordern allerdings einen größeren Programmieraufwand.

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