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Übersicht. Motivation Konzeption Auswahl einer 3D-Graphik-API Datenaufbereitung Mapping Animation Umsetzung/ Implementierung Zusammenfassung und Ausblick Präsentation der Ergebnisse. Motivation. Steigender Kosten- und Zeitdruck in der industriellen Produktentwicklung - PowerPoint PPT Presentation
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Übersicht
Motivation Konzeption
▪ Auswahl einer 3D-Graphik-API▪ Datenaufbereitung▪ Mapping▪ Animation
Umsetzung/ Implementierung Zusammenfassung und Ausblick Präsentation der Ergebnisse
Motivation
Steigender Kosten- und Zeitdruck in der industriellen Produktentwicklung
Ziel: Beschleunigung des Konstruktionsprozesses
Nachteile:▪ Hohe Fertigungskosten▪ Hoher zeitlicher Aufwand▪ Hoher Verschleiß/
Zerstörung bei Tests
Motivation
Steigender Kosten- und Zeitdruck in der industriellen Produktentwicklung
Ziel: Beschleunigung des Konstruktionsprozesses Unterstützung durch Modelle
▪ Reale Modelle/ Prototypen - physical mock-up (PMU)
Nachteile:▪ Keine Möglichkeit zur Visualisierung
funktionaler Zusammenhänge▪ PMU/ Prototyp zur Funktionsanalyse nötig▪ Einfluss von Software und Elektronik nicht
darstellbar
▪ Am Computer erstellte Modelle - digital mock-up (DMU)
Motivation
Steigender Kosten- und Zeitdruck in der industriellen Produktentwicklung
Ziel: Beschleunigung des Konstruktionsprozesses Unterstützung durch Modelle
Motivation
Mechatronik:Mechatronik: mechanische Teile werden durch über Software geregelte Elektronik gesteuert
Visualisierung dieser komplexen Zusammenhänge Beschleunigung des Konstruktionsprozesses
Digital Mock-Up
Functional Digital Mock-Up (FDMU)
Motivation
+ Funktionalität
Motivation
Functional Digital Mock-Up (FDMU)
Motivation
Functional Digital Mock-Up (FDMU)
Konzeption
FDMU: Visualisierung von Simulationsdaten mit Hilfe von Geometriedaten
Prozess der Visualisierung besteht aus drei Schritten
▪ Filtering▪ Mapping▪ Rendering
Konzeption
Konzeption - Auswahl der 3D-Graphik-API
Konzeption - Datenaufbereitung
Java3D-Welt wird durch einen Szenengraph organisiert
Ähnelt einer typischen Baumstruktur
Mehrere Referenzen auf eine Komponente möglich ist nur ein gerichteter azyklischer Graph
Konzeption - Datenaufbereitung
Konzeption - Datenaufbereitung
Hierarchie zur Verwaltung der Geometrieteile
Beseitigen von Abhängigkeiten▪ wiederverwendete Geometrie▪ wiederverwendete Materialien▪ Skalierungen
Auftrennen der Beziehungen zwischen Modellteilen auf Szenengraphebene
Verwalten der Beziehungen in einer entsprechenden Struktur
Während der Modellierung verwendete Bezeichnung der 3D-Objekte (Modellteile)
Konzeption - Datenaufbereitung
Konzeption - Mapping
Pivotpunkt Lookup-Table Visualisierung von affinen Transformationen
▪ Rotation, Skalierung, Translation
Visualisierung von Kräften, Temperaturen o.ä.▪ Farbe, Transparenz
Konzeption - Mapping
Keine Vorgaben für Bezeichnung von Simulations-
und Geometriedaten beliebige Simulationsmodelle können ohne weitere Anpassungen verwendet werden
Mapping flexibel muss vom Anwender erstellt werden
Fachwissen nötig
Konzeption - Mapping
Konzeption - Animation
Konzeption - Animation
Eingriff in den Renderloop über Java3D-Behavior
Wird in jedem Frame aktiviert
Unterschiedliche Zeitbasen Interpolation fehlender Werte nötig
Konzeption - Animation
Simulationsdaten nicht zu äquidistanten Zeitpunkten vorhanden
Ergebniswerteabstände werden in Abhängigkeit der Werteentwicklung angepasst
Finden des Intervalls das den Darstellungszeitpunkt vom Frame enthält
Ermitteln fehlender Werte durch Interpolation
Finden des Intervalls durch Bisektion
Konzeption - Animation
Skalierung von Simulationsergebnissen
Für extrahieren von Informationen, die implizit in den Simulationsergebnissen gegeben sind
Parametrisieren der Simulationsdaten
Verknüpfen verschiedener Simulationsergebnisse
Konzeption - Animation
Umsetzung/ Implementierung
Implementierung in Java (Java Plattform SE 6)
Java3D zum Rendern der 3D-Objekte (Java3D 1.5.1)
Zusammenfassung und Ausblick
Recherche, Konzept … Prototyp
Nachweis der Machbarkeit des Konzeptes
Zusammenfassung und Ausblick
Recherche, Konzept … Prototyp Nachweis der Machbarkeit des Konzeptes
Methoden zur Verbesserung der Analyse▪ Projektionsmethoden (Videowand, stereoskopische 3D-
Darstellung)
▪ Eingabegeräte Halb automatisches Mapping Interaktive Simulation
Präsentation der Ergebnisse
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Gibt es noch Fragen?
Umsetzung/ Implementierung
Interaktive Simulation
Konzeption - Animation
Behavior zur Visualisierung affiner Transformationen
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