Generierung von technischen Zeichnungen aus 3D-Modellen
Links: Farbige, orthografische Darstellung der 3D-Modelle; Rechts: Nicht-photorealistische, wissenschaftliche Visualisierung der gleichen Datenbasis
Kurzinfo
- Testreihe zur nichtphotorealistischen Darstellung von 3D-Objekten
- Schattierungen mit NPR-Shader in Blender Renderer
- Liniendarstellung der Konturen und Kanten mittels Blender Freestyle
- Weiterführende Links: Blender Freestyle und Blender NPR
Video eines gescannten 3D-Models in punktierter, orthografischer Darstellung. Die Liniensetzung und Punktschattierung passt sich jeweils dem Blickwinkel an.
Oftmals werden 3D-Rekonstruktionen angefertigt, um nicht vollständig erhaltene Objekte oder komplizierte archäologische und bauhistorische Strukturen (archäologische Befunde, Gebäude- oder Stadtanlagen) darzustellen. Meist werden hierzu Programme angewendet, mit denen es möglich ist, durch perspektivische Darstellung und physikalisch korrekte Licht- und Materialberechnungen, einen beinahe photorealistischen Eindruck vom Objekt zu vermitteln. Im Falle von wissenschaftlichen Dokumentationen ist jedoch oftmals genau das Gegenteil dieser Darstellungsweise gefragt. Hier sind orthografische und korrekt skalierte Ansichten der Objekte oder Befunde notwendig und auch die realistische Materialdarstellung ist in Zeichnungen und Plänen für die Interpretation eher hinderlich.
Im Rahmen der hier aufgeführten Testreihe wurde daher im 3D-Programm Blender ein sogenannter Shader entwickelt, mit dem es möglich ist 3D-Objekte in Punktstichgrafik auszugeben. Diese Darstellungsart wird insbesondere bei wissenschaftlichen Zeichnungen angewendet, da durch den variierenden Punktabstand eine klar erkennbare plastische Wirkung erzielt werden kann, unter Beibehaltung der drucktechnischen Reproduzierbarkeit. Jedoch ist diese traditionelle Grafik auch ein sehr zeitaufwendiger Prozess, da der Zeichner jeden Punkt manuell mit dem Tuschestift auf das Papier bringen muss. Zudem sind diese Zeichnungen auch immer einer gewissen Subjektivität in der Interpretation, sowie dem technischen KnowHow des Zeichners unterworfen.
Die heutigen technischen Möglichkeiten wie Laserscanning oder Photogrammetrie, bieten die Möglichkeit Objekte sehr detailgetreu und hochpräzise in einem vertretbaren Zeitrahmen zu vermessen. Durch die hier gezeigte Darstellungsweise ist es somit möglich, die so gewonnenen 3D-Modelle als objektive, technische Zeichnungen auszugeben und in Katalogen oder Publikationen einzusetzen. Zudem besteht die Möglichkeit, gestalterische Faktoren wie die Lichtsetzung oder den Punktierabstand dynamisch zu ändern. Des Weiteren lassen sich auch variable Zeichnungsstriche entlang der Kontur oder an Kanten simulieren, die von der Objektgeometrie abgeleitet werden. So entsteht aus den ursprünglichen 3D-Daten eine auflösungsunabhängige Zeichnung, die in verschiedensten Medien massstabsgetreu abgebildet werden kann.
Aber auch bei rekonstruierten 3D-Modellen kann diese Visualisierungsart sehr effektiv eingesetzt werden. Die hier gezeigte Abbildung entstand aus einem Rekonstruktionsprojekt zur Visualisierung von Keramikobjekten (Siehe hier). Hierzu wurden einfache Profilzeichnungen der real existierenden Keramikfragmente digitalisiert und durch Rotation der zweidimensionalen Geometrie wurde das Volumen rekonstruiert. Ein Profilschnitt, wie er in archäologischen Gefäßzeichnungen üblich ist, kann anschließend im 3D-Modell an beliebiger Stelle angebracht werden. So entsteht in kürzester Zeit eine maßstabsgetreue und orthografische technische Zeichnung.
