Wir haben mit Echtzeit-Rendering experimentiert – und einige wertvolle Erkenntnisse dabei gewonnen

Fortnite ist Ihnen womöglich bereits ein Begriff, und dementsprechend sind Sie wahrscheinlich auch mit der Unreal Engine vertraut.

Andernfalls, hier eine kurze Zusammenfassung: Es handelt sich um eine Videospiel-Engine und Entwicklungsplattform, die in der Lage ist, alle Arten von Echtzeit-Rendering-, Physiksimulations- und Spielmechanik-Designaufgaben auszuführen, genauer: Um eine der beliebtesten Spiele-Engines aller Zeiten, die zur Entwicklung legendärer Titel wie Unreal, Deus Ex und in jüngster Zeit Fortnite selbst verwendet wurde.

Die Umgebung von Unreal Engine ist jedoch nicht nur für Gamer gedacht. Tatsächlich nutzen Dienstleister aus den verschiedensten Bereichen die Unreal Engine schon seit langem, um ihren Kunden Produktvisualisierungsoptionen anzubieten. Die Unreal Engine ermöglicht es Produktdesignern und Architekten, nicht nur ein Produkt oder ein architektonisches Design zu zeigen, sondern sich auch durch das Modell zu bewegen und mit ihm zu interagieren. Die Erweiterung um Virtual Reality (VR)-Fähigkeiten ermöglicht nun eine noch größere Eintauchtiefe.

Aber in der Vergangenheit mussten sich diejenigen, die Unreal in ihre Design- und Präsentationsprozesse integrieren wollten, in der Regel auf Plug-Ins und Workarounds von Drittanbietern verlassen, um Modelle von ihren gewählten CAD-Plattformen in Unreal zu importieren.

Erst kürzlich hat Unreal jedoch für die neueste Version seiner Spiele-Engine die Erweiterung Unreal Studio herausgebracht, die eine Optimierung des Workflows bei der Erstellung von in Echtzeit gerenderten interaktiven Präsentationen verspricht. Ein Großteil dieses Optimierungsaufwands wird durch das Datasmith-Toolkit ermöglicht, das den relativ einfachen Import von nicht-nativen CAD-Dateien ermöglicht.

Unter den neuesten Plug-Ins für Datasmith ist ein Exportwerkzeug für Benutzer von 3ds Max und SketchUp, mit dem Dateien aus beiden Programmen in Datasmith-Dateien umgewandelt und exportiert werden können. Bei der Konvertierung werden Geometrie, Materialien, Beleuchtungsdaten und CAD-Dateistruktur gespeichert und übertragen, so dass sie in Unreal abrufbar und anzeigbar sind.

Das folgende Video zeigt ein in Echtzeit gerendertes Modell in Unreal, das von 3ds Max in eine Datasmith-Datei umgewandelt wurde. Ohne Unreal Studio und Datasmith hätte es vier Wochen gedauert, diese komplizierte Szene manuell zu konvertieren und für das Rendering in Unreal zu bereinigen. Dank der Nutzung von Unreal Studio und Datasmith dauerte ihre Erstellung lediglich einen Tag.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Datasmith beim Import von CAD-Dateien ist, dass die Software die Bewahrung der ursprünglichen CAD-Struktur sicherstellt. Dadurch wird Ihre gesamte Produkthierarchie und -struktur beim Import in Unreal beibehalten, ebenso wie die ursprünglichen relativen Positionen aller Teile in einer Baugruppe.

Unreal? In Ihrem Ingenieursalltag? Das liegt näher, als Sie denken.

Wenn Sie ein Ingenieur sind und nicht wissen, wie die Unreal Engine Ihnen helfen kann, Ihre Produkte zu kommunizieren, dann seien Sie hiermit versichert, dass Sie mit dieser Software einige tolle Modelle erstellen können – und das kommt von mir als einem Ingenieur, der Unreal bisher noch nicht routinemäßig verwendet hat. Und darüber hinaus ist die Software kostenlos. Aber Sie könnten sich durchaus mit einer kleinen Lernkurve konfrontiert sehen, wenn Sie an Ihre herkömmliche CAD/Rendering/Visualisierungssoftware gewöhnt sind.

Engineering.com sprach bei früherer Gelegenheit bereits mit Marc Petit, General Manager von Unreal Engine Enterprise bei Epic Games.

“Wenn Sie einen Motor oder ein Motorrad in Unreal Studio importieren und ein Ingenieur sind, der Design-Reviews durchführen möchte, dann wissen wir in etwa, wie Sie mit den CAD-Daten interagieren wollen: Sie wollen die Dinge auseinandernehmen, durch ein Teil durchsehen, Merkmale messen, etc”, erklärte Petit. “Wir stellen dafür Vorlagen zur Verfügung. Das Gleiche tun wir bei Architekturanwendungen. Wir stellen Ihnen Vorlagen mit allen notwendigen Einstellungen zur Verfügung, um Ihr Gebäude in einer eigens für Sie erstellten VR zu handhaben.”

Werfen Sie einen Blick auf das folgende Video, um zu sehen, wie Datasmith und Unreal Studio Echtzeit-CAD in den Ingenieursalltag integrieren.

Wir haben Unreal Studio installiert, um es selbst auszuprobieren, und möchten unsere Nutzererfahrung nun mit Ihnen teilen.

Sie können das Programm auch ganz einfach selbst installieren, um einen persönlichen Eindruck zu gewinnen.

Installation

Zuerst müssen Sie sich für die kostenlose Beta-Version von Unreal Studio anmelden, Epic Games Launcher herunterladen und dann die neueste Version der Unreal Engine installieren (derzeit v4.20.1).

Anschließend müssen Sie vom Launcher aus die gewünschte Erweiterung (für 3ds Max oder SketchUp) sowie ein Datasmith-Plugin für Unreal Studio installieren. Eine vollständige Installationsanleitung finden Sie hier.

Sobald die gesamte Software installiert ist, wählen Sie die Registerkarte Unreal Studio im Epic Games Launcher aus, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Sobald Sie die Registerkarte Unreal Studio geöffnet haben, können Sie zwischen verschiedenen Optionen wählen. Sie können entweder ein neues Projekt mit den geladenen Unreal Studio- Standardeinstellungen öffnen, in dem Sie Ihre eigenen CAD-Modelle hochladen und Ihre eigene Präsentation erstellen können, oder Sie können Product View öffnen und die Demos ansehen.

Eine nähere Betrachtung der Unreal Engine

An dieser Stelle möchten Sie vielleicht gerne sehen, wozu Unreal Studio in der Lage ist, bevor Sie ins kalte Wasser springen. Sie können dies tun, indem Sie den Product Viewer auswählen und die im Lieferumfang enthaltene, vorkonfigurierte Präsentation ansehen.

Letztere enthält eine Art Getriebeanordnung, wie in Abbildung 2 dargestellt. Sehen Sie es sich an – alles glänzt und wird in Echtzeit gerendert. Wenn Sie die Kamera bewegen, wird das Objekt vor Ihren Augen gerendert.

Wenn Sie die eigenständig ausführbare Datei oder die Spielsimulation ausführen, können Sie die Zahnräder wie in einer Art Spielmodus manipulieren. So können potenzielle Kunden das Produkt aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten oder bestimmte Komponenten beispielsweise explodieren oder unsichtbar werden lassen.

Es handelt sich im Grunde genommen um eine virtuelle Showroom-Demo – und Unreal Studio ermöglicht es Ihnen, Ihre CAD-Dateien zu importieren, Ihre jeweiligen Ansichten einzurichten sowie die Augen des Kunden dorthin zu lenken, wo Sie sie haben möchten. Sie können verschiedene Hotspots und Ansichtsfenster hinzufügen, um Kunden dem von Ihnen festgelegten Ablauf folgen zu lassen. Und alles wird in absoluter Echtzeit gerendert, wie in einem Videospiel. Wir sind der Ansicht, dass diese Demo mit einem HTC Vive einiges hermachen würde, und die Verwendung dieser kleinen manuellen Controller würde eine neue Dimension des Eintauchens eröffnen, insbesondere bei der Manipulation von Objekten.

Aber wir haben kein HTC Vive zur Hand….also zurück zum Thema!

Wir haben eine Weile mit den Einstellungen der Demo gespielt, nur um zu sehen, wie sich die Änderung bestimmter Parameter auf die Szene auswirkt. Sie können einige Minuten damit verbringen, dasselbe zu tun, falls Sie mit der Unreal Engine nicht bereits vertraut sind.

Eignung für Architekten

Die Engine ermöglicht es Ihnen, Beleuchtung, Modelle, Texturen, Standpunkte und Kamerawinkel/ -wege auszuwählen, ähnlich wie Sie es von einer 3D-Animationsplattform wie Cinema 4D erwarten würden. Das Schöne an der Unreal Engine ist, dass sie für Videospiele entwickelt wurde, so dass sich die gesamte Plattform gut für Walk-Throughs auf Augenhöhe eignet. Dies ist besonders nützlich für Architekten, die ihre Kunden in realistische Szenen eintauchen lassen wollen.

Als Beispiel für architektonische Renderings und Fly-Throughs können Sie die Epic Zen Garden Demo von Epic Games Launcher herunterladen, die Ihnen eine Vorstellung davon vermittelt, wie Sie eine Präsentations-Story für Architekturkunden erstellen. Wir können das nur empfehlen – das Rendering ist hervorragend und zeigt eindrücklich, wie Demos im Hinblick auf maximale Interaktivität angepasst werden können.

Klicken Sie in der Zen-Garten-Demo (siehe Abbildung 3) auf die Zweige des Baumes in der Nähe des Pools und Sie können sehen, wie seine Blüten zum Leben erwachen!

Sehen Sie diese beiden weißen Kreise in der Grafik von Abbildung 3? Wenn Sie diese anklicken, während die Demo geladen wird, wird Ihr Blickwinkel hin zur Position der Kreise in einer vordefinierten Ansicht bewegt. Das in der Abbildung gezeigte statische Bild wird der Präsentation nicht wirklich gerecht.

Bei 0 angefangen

Okay, Demos sind cool. Sie zeigen, was der Designer und die Technologie leisten können, solange der Designer weiß, was er tut! Aber was ist, wenn es Ihnen wie uns geht und Sie keine Ahnung haben, was Sie tun, aber trotzdem den Workflow in Aktion sehen wollen?

Um den SketchUp-Datei-Export zu testen und zu sehen, wie einfach es ist, großartige Ergebnisse wie die in den obigen Demos zu erzielen, haben wir uns ein 3D-Modell von einem freundlichen Architekten geliehen. Das Modell enthielt bereits Texturen und Beleuchtungsakzente, die in SketchUp aufgetragen wurden. Inwieweit würden diese Informationen also im Zuge der Übertragung auf die Unreal Engine erhalten bleiben?

Durch die Installation des SketchUp-Plugins bzw. der Extension konnten wir 3D-Modelle und Szenen aus SketchUp als Datasmith-Dateien aus dem SketchUp-Exportmenü exportieren.

In unserem Test haben wir genau diese Aktion durchgeführt und dabei einen Moment abgewartet, bis SketchUp vor dem Export der Datasmith-Datei die Geometrie korrigiert hat. Die Datei wurde einwandfrei exportiert und dann in ein neues Unreal-Studio-Projekt importiert.

Die konkreten Ergebnisse sind in Abbildung 4 dargestellt.

Offensichtlich entspricht dies nicht genau dem Erscheinungsbild der Szene in SketchUp. Es gibt einige Beleuchtungsfehler, und die leistungsstarke Unreal Engine macht uns auf unsere niedrig aufgelösten Texturen aufmerksam, indem es Lichtakzente auf unsere schlecht strukturierten Möbel projiziert.

Beachten Sie: Wenn Sie optimale Ergebnisse erzielen wollen, verwenden Sie die besten Komponenten. Materialien und Texturen, die speziell für Unreal entwickelt wurden, sind im Shop des Epic Games Launcher erhältlich. Seien Sie versichert, dass sie hervorragend aussehen.

Die Funktionen zum Exportieren/Importieren von Datasmith-Formaten funktionieren also gut, aber Sie müssen möglicherweise eine kleine manuelle Bereinigung durchführen, wenn Sie Szenen auf einer anderen Plattform entwerfen, bevor Sie Dateien in Unreal importieren.

Für Ingenieure sind die Plug-Ins SketchUp und 3ds Max daher wohl mehr oder weniger überflüssig.

Im Falle eines Engineering-Projekts, bei dem keine Exportdatei-Plugins verwendet werden, ist es vielleicht am besten, einfach die Rohgeometrie in Unreal Studio zu importieren und dann Beleuchtung und Materialien/Texturen aus Unreal heraus aufzutragen.

Allerdings gibt es über 20 Arten von CAD-Dateien, die für den Import in die Unreal Engine geeignet sind. Vielleicht funktionieren einige besser als andere? Testen Sie Ihr bevorzugtes CAD-Format in Unreal Studio und finden Sie heraus, was für Sie am besten funktioniert. Beachten Sie, dass sich Unreal Studio noch in der Beta-Phase befindet, so dass einige Fehler auftreten können, die behoben werden müssen, bevor der Export/Import perfekt funktioniert. Epic Games hat auch ein aktives Forum, in dem User aktiv um Feedback zur Beta-Version gebeten werden. Dort können Sie die Fragen anderer durchsehen und sich am Diskurs beteiligen.

Fazit

Unreal Studio richtet sich eindeutig an Architekten und Produktdesigner, und laut einer Umfrage unter Spezialisten für Architekturvisualisierung gaben 20 Prozent der 2.000 Befragten an, dass sie die Unreal Engine bereits zu Visualisierungszwecken einsetzen.

Architekten lieben die Software also. Aber warum sollten auch Ingenieure auf sie setzen wollen?

Die Echtzeit-Renderings sind wunderschön, die Effekte sind sauber, und die Steuerung ist….naja… ein bisschen wie ein Videospiel, was die Navigation und die Bewegung von Modellen erleichtert.

Eine weitere attraktive Funktion für diejenigen, die wirklich das volle Potential der Unreal-Plattform nutzen wollen, besteht darin, dass Scripting in Unreal möglich ist. Benutzer, die einen höheren Grad an Anpassung wünschen, als in den Unreal Studio-Vorlagen verfügbar ist, können Unreal C++ oder Blueprints Visual Scripting verwenden, um Videospiel- und visuelle Elemente zu erstellen.

Die Ingenieure, die den größten Nutzen aus Unreal Studio ziehen werden, sind wahrscheinlich diejenigen, die bereits Erfahrung mit der Unreal Engine gesammelt haben und für ein Unternehmen arbeiten, das bereit ist, neue Arbeitsabläufe und Ideen zu implementieren.

Der beste Ratschlag, den wir Ihnen geben können, ist, dass Sie die Betaversion selbst herunterladen und sehen, wie gut Sie mit der Unreal Engine zurechtkommen.

Wir sind definitiv beeindruckt von den fantastischen Grafik- und Präsentationsfähigkeiten der Software, aber Sie müssen sich auf eine ziemlich steile Lernkurve einstellen, wenn Sie nicht bereits mit der Unreal Engine vertraut sind. Glücklicherweise wurde vor kurzem die Unreal Engine Online Learning Plattform gestartet, die dazu beitragen sollte, die Lernkurve recht flach zu halten.

Alles in allem sind wir sehr gespannt, ob Unreal einige Fallstudien aus dem Ingenieurwesen veröffentlichen wird, um zu vorzuführen, wie nicht-traditionelle Kunden außerhalb der Architektur Echtzeit-Rendering in ihren Präsentationen nutzen können. Und wir werden diese Stories natürlich hier mit Ihnen teilen, sobald wir von ihnen hören.

Epic Games hat diesen Beitrag gesponsert, jedoch keinen redaktionellen Beitrag geleistet. Sofern nicht explizit anderweitig angegeben, stammen sämtliche geäußerten Meinungen von mir. – Phillip Keane