3D-Modell

Englisch: 3D model
Synonyme: Dreidimensionales Modell, digitaler Zwilling

Es wird in so unterschiedlichen Bereichen wie Videospiele, Animation, Architektur, Ingenieurwesen, virtuelle Realität und erweiterte Realität verwendet.

Diese Modelle werden mit spezieller Software erstellt, mit der Designer/innen detaillierte Objekte entwerfen können, indem sie Punkte im virtuellen Raum manipulieren, um ein Netz aus Polygonen zu bilden. Dieses Netz kann dann texturiert, animiert und gerendert werden, um es so realistisch oder stilisiert wie gewünscht erscheinen zu lassen.

Der Prozess der Erstellung eines 3D-Modells kann die Modellierung, die Texturierung (Textur), das Rigging (das Hinzufügen eines Skeletts für die Animation) und das Rendering umfassen, bei dem das Objekt durch realistische Beleuchtung und Effekte zum Leben erweckt wird.

3D-Modelle sind für die Entwicklung und Effektivität immersiver Technologien wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) unerlässlich.

Anwendungsgebiete

3D-Modelle werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, da sie es ermöglichen, Objekte und Umgebungen visuell zu simulieren und zu testen.

• Film und Animation: 3D-Modelle werden häufig in Filmen und Animationen verwendet, um visuelle Effekte, Charaktere und Umgebungen zu erzeugen, die mit realen Aufnahmen kombiniert oder vollständig computergeneriert (CGI) sind.
• Videospiele: In der Spieleentwicklung werden 3D-Modelle zur Gestaltung von Figuren, Landschaften, Fahrzeugen und anderen Elementen verwendet. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil der Spielgrafik.
• Architektur und Bauwesen: Architekten verwenden 3D-Modelle, um Gebäudeentwürfe zu visualisieren, virtuelle Rundgänge zu ermöglichen und Konstruktionen zu planen. Im Bauwesen dienen sie zur Simulation von Bauprojekten und zur Optimierung von Bauprozessen (Building Information Modeling, BIM).
• Produktdesign und -herstellung: Ingenieure und Designer erstellen 3D-Modelle von Produkten, um Prototypen zu visualisieren, technische Details zu überprüfen und Fertigungsprozesse zu simulieren.
• Medizin: 3D-Modelle werden in der Medizin eingesetzt, um anatomische Strukturen zu visualisieren, Operationen zu planen und Prothesen oder Implantate herzustellen. Auch in der Forschung werden sie zur Simulation biologischer Prozesse eingesetzt.
• Bildende Kunst und Mode: Künstler nutzen 3D-Modellierungssoftware, um Skulpturen, Installationen und digitale Kunstwerke zu schaffen. Auch in der Mode werden 3D-Technologien eingesetzt, um Kleidungsstücke virtuell zu entwerfen und zu präsentieren (Virtual Try-on).
• Automobil- und Luftfahrtindustrie: In der Automobil- und Luftfahrtentwicklung werden 3D-Modelle verwendet, um Fahrzeuge, Flugzeuge und deren Komponenten zu entwerfen, zu testen und zu optimieren.
• Bildung und Wissenschaft: In Bildung und Forschung helfen 3D-Modelle, komplexe Sachverhalte zu veranschaulichen, etwa in Physik, Biologie oder Chemie.
• Immobilien und virtuelle Rundgänge: In der Immobilienbranche werden 3D-Modelle eingesetzt, um Immobilien zu visualisieren und virtuelle Touren durch Häuser und Wohnungen zu ermöglichen.
• Erweiterte Realität (AR) und virtuelle Realität (VR): In AR- und VR-Anwendungen werden 3D-Modelle verwendet, um virtuelle Welten und Objekte zu erzeugen, die der Benutzer in Echtzeit erleben und interaktiv steuern kann.

Fakten und Merkmale

• Realismus und Immersion: Hochwertige 3D-Modelle tragen wesentlich zum Realismus von AR- und VR-Umgebungen bei. Je detaillierter und genauer diese Modelle sind, desto mehr verstärken sie das Gefühl der Immersion des Nutzers und lassen die virtuelle Erfahrung noch lebensechter erscheinen.
• Interaktivität: In VR und AR sind 3D-Modelle nicht nur statische Objekte, sondern man kann mit ihnen interagieren. Das bedeutet, dass sie so gestaltet werden können, dass sie auf die Aktionen des Benutzers reagieren, z. B. wenn sie bewegt, verändert oder für virtuelle Aufgaben verwendet werden, was das Engagement und den Nutzen der virtuellen Umgebung erhöht.
• Benutzererfahrung: Die Qualität der 3D-Modelle hat einen direkten Einfluss auf das Nutzererlebnis in AR und VR. Detaillierte und realistische Modelle können dabei helfen, intuitivere und bedeutungsvollere Interaktionen zu schaffen, die für Anwendungen von Bildungswerkzeugen und Trainingssimulatoren bis zu Spielen und Storytelling entscheidend sind.
• Funktionalität: In professionellen und industriellen Anwendungen werden 3D-Modelle unter anderem für virtuelle Prototypen (digitale Zwillinge), Architekturbegehungen und medizinisches Training verwendet. Diese Modelle ermöglichen eine detaillierte Untersuchung und Manipulation in einem kontrollierten virtuellen Raum und bieten wertvolle Einblicke ohne die Einschränkungen der physischen Welt.
• Zugänglichkeit: Dies kann für Bereiche wie Medizin, Archäologie und wissenschaftliche Bildung von entscheidender Bedeutung sein, da komplexe Konzepte leichter verstanden und erforscht werden können.

Gängige Software für 3D-Modelle

• Blender: Kostenlos und Open-Source, ideal für Anfänger und Profis. Einsatzgebiete: Animation, Spieleentwicklung, 3D-Druck.
• Autodesk Maya: Leistungsstarke Software für 3D-Modellierung und Animation, häufig in der Filmindustrie verwendet. Einsatzgebiete: Animation, visuelle Effekte, Filmproduktion.
• Autodesk 3ds Max: Professionelle 3D-Software, besonders beliebt in der Spieleindustrie und Architekturvisualisierung. Einsatzgebiete: Spieleentwicklung, Architekturvisualisierung.
• Cinema 4D: Einfach zu bedienendes Programm für 3D-Modelle und Animationen, beliebt bei Motion Graphics. Einsatzgebiete: Motion Graphics, Animation, Architektur.
• ZBrush: Spezialisiert auf digitales Sculpting, ideal für detaillierte Modelle wie Charaktere. Einsatzgebiete: Film, Spiele, Charaktermodellierung.
• SketchUp: Einfaches und intuitives Programm, besonders geeignet für Architektur und Innenarchitektur. Einsatzgebiete: Architektur, Innenarchitektur, 3D-Druck.
• SolidWorks: CAD-Software für Ingenieure, ideal für präzise technische Modellierung. Einsatzgebiete: Maschinenbau, Produktdesign.
• Rhinoceros (Rhino): Präzise Modellierungssoftware für komplexe Freiformflächen. Einsatzgebiete: Architektur, Produktdesign, Schmuckdesign.
• Tinkercad: Kostenlose, webbasierte Software für einfache 3D-Modelle, besonders für Anfänger geeignet. Einsatzgebiete: Bildung, 3D-Druck, Einsteigerprojekte.
• Houdini: Leistungsstarke Software für prozedurale Modellierung und Simulationen. Einsatzgebiete: Film, visuelle Effekte, Simulation.

Branchenstandards

• ISO 29481 (Building Information Modeling – Informationsaustausch) - Diese ISO-Norm regelt den Austausch von 3D-BIM-Daten zwischen verschiedenen Softwaretools und Projektbeteiligten im Bauwesen.
• VDI 3805 (Produktdatenmodell für technische Gebäudeausrüstung) - Diese VDI-Richtlinie beschreibt Standards für die Erstellung von 3D-Modellen für technische Gebäudeausrüstung (TGA) und erleichtert den Austausch von Produktdaten zwischen verschiedenen CAD- und BIM-Systemen.
• DIN EN ISO 10209 (Technische Produktdokumentation – Begriffe und allgemeine Regeln für 3D-Modelle) - Diese Norm definiert die Begriffe und allgemeinen Regeln, die bei der technischen Produktdokumentation und 3D-Modellen anzuwenden sind, um eine einheitliche Kommunikation und Verwendung zu gewährleisten.