3D-Daten in Unity Industry mit Pixyz importieren

3D-Daten für immersive Erlebnisse mit Unity Industry und Pixyz aufnehmen

Hinweis: Die Pixyz-Produktreihe wurde in Unity Asset Transformer umbenannt.

Holen Sie sich Ihre Kopie des von Unity in Auftrag gegebenen whitepapers von engineering.com: CAD-Daten für Echtzeit-3D aufnehmen und verwenden.

Einführung: Warum Echtzeit-3D?

Eine zunehmende Anzahl von Herstellern wendet sich Echtzeit-3D zu, um die Vorteile von Industrie 4.0 zu maximieren und sich im Markt einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Es wird zu einer unverzichtbaren Technologie in jeder Phase des Workflows, von der Produktgestaltung bis zur Optimierung des Fabrikbodens, Schulung, Marketing und mehr.

Es ist keine Überraschung, dass führende Plattformen für die Entwicklung von Echtzeit-3D, wie Unity, ihren Ursprung in der Gaming-Community haben: Das immersive Erlebnis, mit einer dynamischen 3D-Umgebung zu interagieren, die sich in Echtzeit an Eingaben anpasst, ist für den Ingenieur ebenso nützlich wie für einen Gamer – mit dem zusätzlichen Vorteil für den Ingenieur, ein reales Produkt zu entwickeln, das auf den Markt gebracht werden kann.

Die Bereitstellung von Echtzeit-3D-Anwendungen kann für Hersteller reale Vorteile bringen. Dazu gehören die Beschleunigung von Forschungs- und Entwicklungszeitplänen, die Verringerung der Abhängigkeit von kostspieligen physischen Prototypen, das frühzeitige Erkennen und Korrigieren von Designfehlern im Produktionszyklus, die Schulung automatisierter Systeme in simulierten Umgebungen, die Bereitstellung effektiverer Schulungslösungen für Mitarbeiter und die effektivere Interaktion mit Kunden.

Glücklicherweise ist die Integration von Echtzeit-3D in die Abläufe für viele Hersteller einfacher, als sie vielleicht erwarten. Sie haben bereits viele der Daten, die sie benötigen, um immersive, fesselnde und interaktive Echtzeit-3D-Erlebnisse zu schaffen – sie sind in ihren bestehenden CAD-Dateien gespeichert. Das Unity Industry-Softwarepaket, einschließlich Unity Asset Transformer zur Datenoptimierung und der Unity-Plattform zur Entwicklung von Echtzeit-3D-Anwendungen, kann die reichhaltigen und komplexen Daten in diesen CAD-Dateien zusammenführen und in einer interaktiven, intuitiven Weise präsentieren.

Dieses Whitepaper wird erklären, wie Echtzeit-3D Ingenieuren und Herstellern zugutekommen kann, indem es ihnen ermöglicht, CAD-Daten auf transformative neue Weise wiederzuverwenden. Es wird erläutert, wie die richtige Software die Herausforderung der Datenaufnahme lösen kann und wie CAD-Daten Echtzeit-3D-Anwendungen für Schulungen, Zusammenarbeit und digitales Marketing unterstützen können.

CAD-Daten für Echtzeit-3D aufnehmen

Ingenieure nutzen bereits CAD-Technologien als Visualisierungstools. Designanwendungen wie Catia, SolidWorks und Fusion 360 sind hochentwickelte Softwareprodukte, die es Herstellern ermöglichen, detaillierte, präzise und komplexe dreidimensionale Designs von realen Komponenten zu erstellen. Diese datengestützten Entwurfsdateien sind hauptsächlich für die Verwendung durch Fertigungswerkzeuge wie CNC-Maschinen und 3D-Drucker gedacht, um die Produkte herzustellen.

Das Niveau der Präzision, das in CAD-Tools zu finden ist, kann jedoch für Echtzeit-3D-Anwendungen zu komplex sein. Im Gegensatz zu künstlerischeren Modellen sind CAD-Modelle oft so detailliert, komplex und datengestützt, dass sie nicht reibungslos gerendert werden können, ohne die Leistung der Echtzeit-3D-Umgebung zu beeinträchtigen - nicht ohne Optimierung, versteht sich. Echtzeit-3D-Plattformen schaffen Erlebnisse, die in der Regel Agilität und schnelle Reaktionszeiten über Komplexität und Detailtreue betonen.

Das bedeutet jedoch nicht, dass Hersteller bei der Entwicklung von Echtzeit-3D-Anwendungen von Grund auf neu beginnen müssen - ganz im Gegenteil. Ihre vorhandenen CAD-Dateien sind ein reichhaltiges Datenrepository, das umfunktioniert werden kann, um wirkungsvolle 3D-Erlebnisse zu schaffen. Der Schlüssel zur Freisetzung dieser Daten besteht darin, die CAD-Daten für die Verwendung in einer Echtzeitumgebung aufzunehmen und zu optimieren. Dieser Prozess verwandelt komplexe 3D-Modelle in leichte Darstellungen, die für alle Arten von Rechen Geräten und -fähigkeiten geeignet sind, von Smartphones bis hin zu Virtual-Reality- (AR & VR) Headsets.

Ohne die richtigen Werkzeuge ist die Optimierung von CAD-Daten für die Verwendung in Echtzeit-3D ein mühsamer und hochkomplexer Prozess. Ohne diese Werkzeuge müssen Designer manuell Vertizes zusammenführen, Flächen löschen und Aspekte ihrer Modelle neu erstellen, um ein ideales Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Agilität für Echtzeit-3D zu erreichen. Um dieses Gleichgewicht jedoch viel einfacher zu erreichen, können Hersteller auf Datenoptimierungslösungen wie Unity Asset Transformer zurückgreifen, die speziell entwickelte Werkzeuge bieten, um CAD-Modelle zu importieren und deren Komplexität, Dichte und Dateigröße zu reduzieren, während Genauigkeit und Qualität für Echtzeit-3D-Anwendungen erhalten bleiben.

Unity Asset Transformer nimmt parametrische Oberflächendaten (NURBS) aus CAD-Dateien auf und übersetzt sie in die polygonalen Maschendaten, die von Unity und anderen Echtzeit-3D Plattformen verwendet werden.

„Transformer ist das Beste seiner Klasse, um NURBS-Daten in Polygone umzuwandeln“, sagte Mark Schoennagel, Manager für technisches Marketing bei Unity, gegenüber engineering.com. „Spiel-Engines haben immer mit Polygonen gearbeitet, während CAD immer mit der Erstellung unendlich glatter Oberflächen für die Fertigung beschäftigt war. Das sind zwei sehr unterschiedliche Welten. Was der Unity Asset Transformer großartig macht, ist die Überbrückung dieser beiden Welten.

Der Unity Asset Transformer unterstützt nahezu 40 CAD-Dateiformate, darunter die beliebtesten Designanwendungen wie SolidWorks, Revit, Creo und NX. Die proprietären CAD-Modelloptimierungsalgorithmen von Pixyz können texturierte Proxy-Meshes generieren, versteckte Meshes entfernen, die in der Echtzeit-3D-Erfahrung nicht erscheinen, und Meshes während der Konvertierung zusammenführen und reparieren. Darüber hinaus kann der Detaillierungsgrad – und die resultierende Polygonanzahl – manuell angepasst oder automatisch optimiert werden.

„Ich empfehle Herstellern und Ingenieuren dringend, den Unity Asset Transformer in ihre Arbeitsabläufe zu integrieren. Er ermöglicht es ihnen, tessellierte Daten in unterschiedlichen Qualitätsstufen zu generieren, um verschiedenen Anwendungsfällen gerecht zu werden“, sagte Frantz Lasorne gegenüber engineering.com.

Lasorne, der Mitbegründer von Visionaries 777, einem Unternehmen, das sich auf die Schaffung verbesserter Verbraucherlebnisse mit erweiterten Realitätstechnologien spezialisiert hat, erklärte einen weiteren Vorteil. „Dieser Ansatz vereinfacht das Teilen von tessellierten Daten mit externen Anbietern und beseitigt die Notwendigkeit, hochsensible und vertrauliche CAD-Daten bereitzustellen“, sagte er.

Während diese optimierten Modelle in vielen Szenarien unglaublich nützlich sind, werden sie exponentiell leistungsfähiger, wenn sie in eine Visualisierungs-Engine wie Unity gebracht werden. In Unity verwandeln sich diese Modelle von technischen Darstellungen in atemberaubende Produktvisualisierungen und Szenen, die als Anwendungen entwickelt und für eine Vielzahl von Anwendungsfällen bereitgestellt werden können.

Echtzeit 3D: Ein Game Changer in verschiedenen Branchen

Echtzeit-3D-Anwendungen erweisen sich als äußerst wertvoll für Ingenieure und Hersteller in einer Vielzahl von Branchen. Die folgenden Anwendungsfälle zeigen, wie die Technologie genutzt werden kann, um Schulungen und Anleitungen zu verbessern, als Kollaborationstool für Remote-Arbeiter zu dienen und das Marketing durch interaktive Produktkonfiguratoren zu transformieren.

Weiterbildung und Beratung

„Informationen visuell vor Ihnen in einem kontextuell relevanten Weg präsentiert zu sehen, ist eine großartige Möglichkeit zu lernen oder durch eine bestimmte Aufgabe geleitet zu werden“, sagte Scott Montgomerie, CEO von Scope AR, gegenüber engineering.com. Scope AR bietet eine skalierbare, unternehmensbereite Augmented-Reality (AR)-Inhaltserstellungslösung für Schulungs-, Fertigungs- und Wartungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigungsindustrie und anderen.

Für Scope AR ist der Unity Asset Transformer ein essentielles Werkzeug im Prozess der Erstellung von Schulungs- und Anleitungsmaterial, das in ein 3D-Modell integriert werden kann, um maßgeschneiderte Verfahren zu erstellen. Dieser Inhalt kann dann in die Cloud hochgeladen und auf eine Vielzahl von Geräten wie Telefone, Tablets oder Headsets heruntergeladen werden.

„Fast jeder Hersteller hat eine Reihe von Papieranweisungen, die einem Arbeiter zeigen, wie er eine Aufgabe auszuführen hat“, sagt Montgomerie. „Aber der menschliche Verstand ist fehlbar, selbst in der kurzen Zeit zwischen dem Lesen der Anweisungen und der Ausführung der Aufgabe. Eine Person kann die Anweisungen falsch interpretieren oder einen Schritt vergessen. Diese Anweisungen in vollem 3D vor sich zu sehen, während sie ihre Aufgabe ausführen, hilft, diese Fehler zu beseitigen und verbessert die Fähigkeit der Arbeiter, die Aufgabe korrekt und effizient zu erledigen.“

Skanska, eines der größten Bauunternehmen der Welt, wandte sich an Unity, um sein Sicherheitsausbildungsprogramm zu entwickeln, das die Arbeiter befähigt, sich dynamischen und unsichtbaren Risiken bewusster zu sein. Das Ziel: Unfälle zu reduzieren und sicherere Baustellen zu schaffen.

Mit Echtzeit-3D können Arbeiter „in Gefahr“ in einer simulierten Umgebung gebracht werden, ohne sie tatsächlich in Gefahr zu bringen. Diese Art der Schulung kann weitaus effektiver sein, um positive Verhaltensänderungen zu bewirken, als das Durchsprechen desselben Szenarios in einem Besprechungsraum. Skanska arbeitete mit OutHere zusammen, um virtuelle Szenarien zu entwerfen, die den Arbeitern eine echte Herausforderung bieten, indem sie sie in Situationen bringen, die sie zwingen, in Echtzeit die richtigen Entscheidungen zu treffen – und die Konsequenzen dieser Entscheidungen, richtig oder falsch, zu erleben. Diese Art der virtuellen Schulung konnte die Emotionen der Arbeiter ansprechen – ihnen ein realistisches Gefühl für einen bevorstehenden Unfall zu geben, ohne sie tatsächlich in Gefahr zu bringen.

Wie Echtzeit-3D die Zusammenarbeit freisetzt

Eine der faszinierendsten Anwendungen der Echtzeit-3D-Technologie besteht darin, erweiterte Realität (XR) Erfahrungen zu entwickeln. Ingenieure und Designer haben begonnen, diesen Anwendungsfall für virtuelle Designüberprüfungen und die Zusammenarbeit von Remote-Teams zu übernehmen.

Echtzeit-3D-Plattformen wie Unity ermöglichen es einem Arbeiter in einer Stadt, in ein Bauteil einzutauchen, das auf der anderen Seite des Landes hergestellt wird, zur gleichen Zeit wie ein Kollege auf einem anderen Kontinent. Sie könnten sich in einem gemeinsamen virtuellen Raum treffen, um ein 3D-Modell einer Turbine zu erkunden und gemeinsam Probleme zu beheben.

Unity hat gesehen, wie seine Plattform zur Demokratisierung des Datenzugangs geführt hat – wodurch mehr Menschen die Art von Informationen einsehen können, die normalerweise nur einigen Power-Usern vorbehalten sind. Und mit mehr Nutzung kommen mehr Möglichkeiten zur Zusammenarbeit in einem gemeinsamen, Echtzeit-virtuellen Raum.

„Im Moment müssen Sie, um auf CAD-Daten zuzugreifen, zu jemandem mit einem einigermaßen guten CAD-PC gehen“, sagte Matthew Sutton, Manager für Lösungsengineering bei Unity, gegenüber engineering.com. „Unity ermöglicht es Benutzern im gesamten Unternehmen, auf CAD-Daten zuzugreifen und diese Daten im Kontext zu sehen.“

Die Ermöglichung der Zusammenarbeit von Mitarbeitern aus dem gesamten Betrieb zur Analyse von Daten ist einer der Gründe, warum die Vancouver Airport Authority sich mit Unity zusammengetan hat, um den ersten Echtzeit-3D-digitalen Zwilling eines Flughafens in Nordamerika zu erstellen.

Der Vancouver International Airport (YVR) nutzt diesen digitalen Zwilling, um Echtzeit- und historische Daten zu integrieren, um wichtige Informationen in Echtzeit sowohl in 2D- als auch in 3D-Umgebungen anzuzeigen. Durch ein Situationsbewusstseinstool, das mit dem digitalen Zwilling integriert ist, haben die Mitarbeiter ein besseres Verständnis für die komplexen Abläufe am Flughafen. Dieses Tool verfolgt alles von Datenanomalien über potenzielle Sicherheitslagen bis hin zu Passagierbewegungen, Wetter und Kohlenstoffemissionen.

Infolgedessen sind die Mitarbeiter in der Lage, datengestützte Entscheidungen zu treffen und effektiver über verschiedene Arbeitsfunktionen und den großen Fußabdruck des Flughafens hinweg zusammenzuarbeiten: von Sicherheit über Einzelhandel bis hin zu Transport und Kundenservice. Das Flughafenpersonal ist in der Lage, auf dynamische Situationen mit einem verbesserten Situationsbewusstsein zu reagieren, das sich in Echtzeit ändert.

Echtzeit-Produktkonfiguratoren für immersive Vermarktung

Echtzeit-3D eröffnet neue Optionen dafür, wie Hersteller mit ihren Kunden interagieren, wodurch Unternehmen ihre Produkte auf innovative Weise vermarkten und den Verbrauchern mehr Auswahl bei der Anpassung ihrer Käufe bieten können.

„Sie nehmen diese komplexen, ingenieurtechnisch fokussierten, realen Daten und visualisieren sie, um das Produkt zu vermarkten“, sagt Schoennagel. „Das ist der Punkt, an dem Unity ins Spiel kommt. Wir sind nicht an den physikalischen Eigenschaften Ihres Gebäudes interessiert; wir sind daran interessiert, die Polygone realistisch aussehen zu lassen, damit Sie das Gebäude in mehreren verschiedenen Umgebungen bewerben können.

Als Beispiel arbeitete Unity mit AGCO, einem Hersteller von Landmaschinen, zusammen, um ihren preisgekrönten 3D-Produktberater zu entwickeln, einen Produktkonfigurator, der es Landwirten ermöglicht, ihre Einkaufserfahrung selbst zu steuern. Durch eine schrittweise interaktive Erfahrung wird ein Landwirt durch einen Entscheidungsprozess geleitet, um seine Bedürfnisse zu identifizieren: auf welche Art von Landwirtschaft er sich konzentriert, welche Art von Land und wie groß das Grundstück ist und andere relevante Faktoren. Der Produktberater empfiehlt dann ein Produkt und ermöglicht es dem Landwirt, eine 3D-virtuelle Maschine zu erstellen, die bereit zur Bestellung ist. Der Landwirt kann die Maschine in seine virtuelle Landwirtschafts-Umgebung platzieren und sogar einen digitalen Zwilling erstellen, der die Leistungsdaten der Maschine verfolgen und Unterstützung nach dem Verkauf bieten kann.

„Ein Traktor kann aus 800 einzelnen STEP-Dateien bestehen, die jeweils Tausende von Komponenten enthalten“, sagt Schoennagel. „Wir haben alle Dateien mit Unity Asset Transformer konvertiert. Aus den komplexen schweren CAD-Daten gelang es uns, viele der Daten, die Ingenieure dort lassen, wie Konstruktionslinien und verschiedene Ebenen, clever zu entfernen.“

Die verbleibenden Daten wurden für die Verwendung in einer konfigurationsähnlichen App optimiert, die 70 bis 80 Prozent dieser Daten für die Nutzung durch den Kunden automatisierte, während Unity die verbleibenden Daten für die Nutzung durch den Kunden verfeinerte.

Brose Group, ein globaler Anbieter intelligenter Mobilitätslösungen, nutzt ebenfalls Unity, um seine Inhaltserstellung und Marketingbemühungen zu optimieren.

Brose arbeitete mit Visoric, einem Spezialunternehmen für Echtzeit-3D, zusammen, um seinen umfassenden Katalog mit über 260 verschiedenen Produkten in eine Echtzeit-3D-Umgebung zu übertragen. Dies umfasste CAD-Dateien, die aus Catia stammen und von Unity Asset Transformer in Kombination mit anderer Software in konfigurierbare Echtzeit-3D-Assets umgewandelt wurden.

Mit seiner gesamten Produktbibliothek auf der Unity-Plattform kann Brose diese Assets flexibel für Marketing- und Verkaufszwecke einsetzen. Der virtuelle Showroom von Brose ermöglicht es Kunden, Produkte, wie Fahrzeugkomponenten, im Detail zu erkunden oder sie im Kontext des Fahrzeugs als Ganzes zu sehen.

„Es wird nicht lange dauern, bis alle prominenten Marken ihre vollständigen Produktportfolios digital präsentieren, sodass Benutzer sie in Echtzeit-3D auf einer einfachen Webseite erleben können“, prognostiziert Lasorne von Visionaries 777.

Fazit: Erste Schritte mit Echtzeit-3D

Für Ingenieure und Hersteller, die transformative Möglichkeiten suchen, um die Daten ihres Unternehmens zu visualisieren und mit Kunden wie nie zuvor zu interagieren, war Echtzeit-3D noch nie eine attraktivere Technologie. Mit leicht verfügbaren Werkzeugen können diese Unternehmen ihre bestehenden Bibliotheken von CAD-Modellen nutzen, um schnell Echtzeit-3D-Anwendungen zu entwickeln und die Vorteile für Produktdesign und Zusammenarbeit, Schulung und Anleitung, Marketing und mehr zu erkunden.

Sutton empfiehlt, dass neugierige Ingenieure Unity und Unity Asset Transformer herunterladen und mit einem bestehenden CAD-Produkt beginnen, das ihnen bereits vertraut ist. „Laden Sie ein Stück CAD-Daten, positionieren Sie es in der Szene und gehen Sie einfach darum herum." Es ist super einfach." Neue Benutzer, die sich vielleicht ein wenig eingeschüchtert fühlen, können von den umfangreichen Lerninhalten profitieren, die Unity zur Verfügung stellt.

Ingenieure wären klug, diese ersten Schritte eher früher als später zu unternehmen, da Echtzeit-3D schnell an Beliebtheit gewinnt und zu einem wettbewerbsfähigen Unterscheidungsmerkmal wird. Nehmen Sie zum Beispiel die kürzliche Veröffentlichung des Apple Vision Pro, eines räumlichen Computers, der verspricht, digitale Inhalte nahtlos mit dem physischen Raum des Benutzers zu verbinden. Unity hat gerade seine Unterstützung für visionOS angekündigt, die Vorlagen, Beispiele und andere Ressourcen für Entwickler umfasst. Denken Sie daran, dass dies nur eines von vielen Geräten ist – aktuellen und zukünftigen – die für Echtzeit-3D entwickelt wurden.

Ingenieure sind natürliche 3D-Visualisierer, aber Echtzeit-3D kann sowohl ihre mentalen Modelle verbessern als auch ihnen helfen, besser mit Kollegen, Kunden und der Öffentlichkeit zu kommunizieren.