3D-Visualisierung ist ein technischer und künstlerischer, mehrstufiger Prozess zur Erstellung von 3D-Designs von Objekten, die im wirklichen Leben existieren (oder bald existieren werden). Die 3D-Visualisierung wird in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter in der Fertigung, Architektur und Multimedia. Sie ermöglicht es, Grafiken mit Form und Tiefe auszudrücken und so Projekte für Ingenieure oder Künstler zum Leben zu erwecken.

Eine von Unity in Auftrag gegebene Studie ergab, dass diese zu den gängigsten Visualisierungsformen gehören:

3D-Visualisierung in Echtzeit

Obwohl es sich bei der Echtzeit-3D- Visualisierung um die neuste Methode handelt, erfreut sie sich rasch zunehmender Beliebtheit. Mit Echtzeit-3D-Software können vollständig interaktive 3D-Modelle, Umgebungen, digitale Zwillinge und ganze virtuelle Welten im Handumdrehen digital gerendert werden – ein erheblicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Tools zur Inhaltserstellung.

Physikalische Modellierung

Zu den gängigsten Visualisierungsmethoden zählen 3D-gedruckte Modelle, Tonmodelle für Autos, Zeichnungen und Nachbildungen aus Schaumstoffplatten. Obwohl sie von Traditionalisten bevorzugt werden, bieten physische Modelle weder eine hohe Wiedergabetreue noch Interaktivität. Zudem ist die Iteration mehrerer Konzepte oder Versionen teuer und zeitaufwändig.

2D-Visualisierung

Die 2D-Visualisierung ist schneller und kostengünstiger als die physikalische Modellierung und funktioniert durch die Anzeige statischer zweidimensionaler Bilder wie digitaler Zeichnungen, computergenerierter Bilder (CGI) und Fotos. Obwohl die 2D-Visualisierung die zweithäufigste Visualisierungsmethode ist, eignet sie sich nur schlecht zur Vermittlung von Maßstab und Proportionen. Designer müssen häufig mehrere Renderings erstellen, um die Perspektive und Tiefenschärfe (DoF) zu simulieren, die zur Schaffung eines glaubwürdigen, realistischen Eindrucks erforderlich sind.

Industrielle Datenformate wie CAD-Daten (Computer Aided Design) oder BIM-Daten (Building Information Modeling) werden typischerweise von Ingenieuren, Designern und Architekten verwendet, um detaillierte 2D- und 3D-Modelle von Fertigprodukten, Gebäuden usw. zu erstellen.

CAD- und BIM-Daten werden branchenübergreifend eingesetzt, da sie die Zusammenarbeit verbessern und die Zeit von der Konzeption bis zur Herstellung verkürzen. Allerdings erschweren die Dichte, Komplexität und Dateigröße dieser Daten die interaktive Visualisierung.

Da die Visualisierung ein wichtiges Werkzeug ist , das in allen Phasen des Produktlebenszyklus zum Einsatz kommt, greifen Branchen jetzt auf Echtzeit-3D-Engines zurück, um eine naturgetreue, interaktive 3D-Visualisierung zu ermöglichen und so die Zusammenarbeit mehrerer Benutzer und die Entscheidungsfindung zu verbessern. Allerdings müssen sie noch eine Hürde überwinden: die Konvertierung industrieller Datenformate in ein mit der Echtzeit-3D-Engine kompatibles Format.

Wie also überwinden Unternehmen diese Hürde? Sie verwenden eine Datenoptimierungslösung, die diese Lücke schließt.

Diese Lösungen verwenden Industriedaten, wie etwa CAD-Dateien, die auf exakten parametrischen Oberflächen (BREP oder NURBS genannt) basieren, und übersetzen diese Daten in eine dreieckige Darstellung von 3D-Objekten (Mesh-Daten genannt), die die Interaktivität auf Geräten wie Telefonen, Tablets und Geräten mit erweiterter Realität (AR) und virtueller Realität (VR) angemessen unterstützen. Dadurch können Teams Modelle aus jedem Blickwinkel erkunden, Entwürfe gemeinsam auf immersive Weise prüfen und letztlich bessere Entscheidungen treffen, bevor sie in der Praxis Maßnahmen ergreifen.

Unternehmen, die physische Vermögenswerte (Autos, Roboter, Gebäude usw.) herstellen, haben eine Vielzahl von Visualisierungsanforderungen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, nutzen viele derzeit eine Reihe von Tools und Erfahrungen, wie Bilder und Videos. Doch wenn ein Bild mehr sagt als tausend Worte, was bedeutet es dann, wenn Ihnen dieselben Informationen in 3D präsentiert werden?

Die Stärke der 3D-Visualisierung liegt in ihrer Fähigkeit, die Realität abzubilden. Dies bringt zahlreiche Vorteile mit sich, darunter:

• Kosteneinsparungen durch die geringere Abhängigkeit von teuren physischen Prototypen und die frühere Erkennung von Design- und Konstruktionsfehlern
• Schnellere Markteinführung durch die Förderung der Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen Teams
• Umsatzsteigerung durch attraktive Produktpräsentation, die über traditionelle Multimediaformate hinausgeht

Mehr Projekte gewinnen durch realistische und naturgetreue Präsentation zukünftiger Designs

3D-Visualisierung wird zur Erstellung digitaler Inhalte in Branchen wie Produktdesign, Fertigung, Architektur, Innenarchitektur, Vertrieb und Marketing, Bildung und Multimedia verwendet.

Produktdesign und Herstellung

Die 3D-Visualisierung steigert die Effizienz des Fertigungs- und Produktdesignprozesses, indem sie die Möglichkeit bietet, AR-gestützte Unterstützung während der Produktion, die virtuelle Validierung von Montageprozessen, die Schulung von Technikern und die digitale Fabriksimulation zu implementieren.

2. Architektur und Innenarchitektur

Mithilfe der 3D-Visualisierung können Architekten und Innenarchitekten BIM-Erlebnisse in Echtzeit erstellen, um die Projekteffizienz zu steigern, umfassende Designprüfungen durchzuführen und Design und Konstruktion miteinander zu verbinden.

3. Verkauf und Marketing

Mithilfe der 3D-Visualisierung können Vermarkter durch die Erstellung interaktiver Produktkonfiguratoren, AR/VR-Einkaufserlebnisse, virtuelle Events und fotorealistische Renderings das Engagement fördern und die Konversionsrate steigern.

4. Bildung

Die 3D-Visualisierung verbessert die Ausbildung, indem sie durch VR-Erlebnisse auf verschiedene Lernstile eingeht, den Schülern einen immersiven Fernzugriff auf den Klassenraum bietet und vieles mehr.

Mit Echtzeit-3D-Software können vollständig interaktive 3D-Modelle, Umgebungen und ganze virtuelle Welten schneller digital gerendert werden als im Handumdrehen – ein erheblicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Tools zur Inhaltserstellung.

Echtzeit-3D-Erlebnisse sind im Grunde sowohl:

• immersiv, weil die digitale Nachbildung der Realität lebensecht ist und der Authentizität unserer analogen Wahrnehmung der Realität sehr nahekommt, sowie
• interaktiv, weil Nutzer, fast wie bei einem Videospiel, direkte Kontrolle über ihr Erlebnis haben.

Während des Erstellungsprozesses können Benutzer mithilfe von Echtzeit-3D schnell iterieren und Komponenten wie Animation, Audio und Video, Filmsequenzen, Umgebungen, Beleuchtung, Benutzeroberflächen, visuelle Effekte und mehr anpassen. Dabei steht den Nutzern jederzeit die Echtzeitvorschau ihres Projekts zur Verfügung. Die Visualisierung geschieht umgehend, sodass langwieriges Warten auf Renderprozesse entfällt.

Sobald Echtzeit-3D-Inhalte erstellt sind, können sie auf Mobilgeräten, Computern, AR- und VR-Geräten und anderen Plattformen bereitgestellt werden. Benutzer können in Echtzeit mit diesen „Live“-Anwendungen interagieren, was zu einem grundsätzlich spannenderen und intensiveren Erlebnis führt als bei nicht interaktiven, statischen Inhalten.

Unsere Welt nehmen wir in drei Dimensionen wahr: Wir denken, bewegen uns und erleben alles in 3D. Die erweiterte räumliche Präsenz, die virtuelle Umgebungen nachbilden, bringt zahlreiche Vorteile mit sich, beispielsweise eine verbesserte Problemlösung, eine bessere Wissensspeicherungund ein höheres Maß an Engagement und Verständnis.

3D-Rendering ist ein Schritt im 3D-Visualisierungsprozess, bei dem mithilfe von Licht Bilder auf Grundlage der auf Ihrem Computer gespeicherten dreidimensionalen Daten erzeugt werden.

Im Zusammenhang mit 3D-Rendering wird Echtzeit-Rendering am häufigsten in Videospielen oder interaktiven Grafiken verwendet. Beim Echtzeit-Rendering wird ebenfalls Licht zur Bilderzeugung verwendet, allerdings in einer viel höheren Geschwindigkeit. So scheinen die Szenen in Echtzeit abzulaufen und die Benutzer können mit dem Rendering interagieren, während es noch entwickelt wird.

Warum ist 3D-Rendering wichtig?

3D-Rendering ist wichtig, da es eine 3D-Visualisierung ermöglicht. Dies ist der Prozessschritt, der die Umwandlung eines 3D-Modells in ein 2D-Bild eines Produkts, Gebäudes usw. mit fotorealistischen Effekten ermöglicht.

3D-Rendering ermöglicht Architekten, Designern und Ingenieuren die mühelose Zusammenarbeit mit Beteiligten, die Visualisierung von Ideen und die Erkennung von Fehlern vor Beginn der Entwicklung.

Angesichts neuer Trends wie der vierten industriellen Revolution (4IR) und dem Metaversum wird die 3D-Darstellung von Daten wichtiger als je zuvor.

3D-Visualisierung vs. 3D-Rendering

Obwohl sie oft als zwei unterschiedliche Prozesse erklärt werden, sind 3D-Visualisierung und 3D-Rendering miteinander verbunden.

Bei der 3D-Visualisierung handelt es sich um den Prozess der Erstellung von 3D-Modellen zur Präsentation von Produkt-, Gebäudedesigns usw. 3D-Rendering ist ein Schritt innerhalb dieses Prozesses, der ohne 3D-Modell nicht gestartet werden kann und – da die Visualisierung die reale Welt überlagert – räumlich (3D) sein muss.

3D-Rendering und 3D-Visualisierung erzeugen gemeinsam immersive, ansprechende Inhalte.