Autodesk's gametechnieken voor CAD-designers

woensdag, 24 augustus, 2016

Het presenteren van ontwerpen in de ruimste zin van het woord heeft een enorme toevlucht genomen. Nieuwe mogelijkheden zijn mogelijk dankzij de Google Cardboard, de Oculus Rift en de Samsung Gear VR. En wat te denken van de in ontwikkeling zijnde HoloLens van Microsoft? Technieken die oorspronkelijk voor de entertainmentwereld zijn ontwikkeld, vloeien steeds meer over in de CAD-wereld en vroeg of laat krijgt elke serieuze ontwerper hier dan ook mee te maken. In dit artikel de bespreking van een aantal interessante mogelijkheden.
 

Door Jean-Pierre van Gastel

Afbeelding 1: De Google Cardboard

Een ontwerp presenteren met behulp van gerenderde beelden of een animatie is natuurlijk leuk, maar niet interactief. Het opzetten van een interactieve omgeving kan echter zeer veel tijd kosten. Een laagdrempelige interactieve en zeer goedkope oplossing is de Google Cardboard, zie afbeelding 1. De Google Cardboard is niets meer dan een kartonnen vouwdoos met twee 45 millimeterlensjes die voor ongeveer 10 euro online te bestellen zijn. De enige andere benodigdheid is een smartphone die voor de lensjes in het kartonnen doosje moet worden geschoven. Een bijbehorende app splitst vervolgens het beeldscherm van de smartphone op in twee beelden: één beeld voor het linker- en één voor het rechteroog. Vervolgens ontstaat er een stereoscopisch 3D-beeld. De interessante vraag is natuurlijk: Hoe zet ik mijn 3D CAD-ontwerp om in een Google Cardboard stereoscopisch model? Het antwoord daarop is terug te vinden in de Autodesk 360 Cloud- renderomgeving. Het start allemaal met een 3D-model dat concreet is opgezet in AutoCADRevit of 3ds Max. Alle drie deze applicaties beschikken over de Render in Cloud-optie. Na het starten van het Render in Cloud-commando vanuit een van deze applicaties dient de gebruiker in te loggen met een Autodesk ID. Deze is eventueel ook direct aan te maken, waarbij meteen 25 zogenaamde Cloud Credits worden toegewezen – gratis.

 

Afbeelding 2: De stereopanorama toont een QR-code die met een 
mobile device en bijbehorende app kan worden gescand.

Stereopanorama

Om een stereopanorama te renderen voor de Google Cardboard dient de ontwerper eerst een gewone afbeelding te renderen vanuit de 3D-applicatie waarin het 3D-model is gemaakt. Is deze rendering in de Cloud klaar dan is er de mogelijkheid om er een stereopanorama van te renderen. Deze optie is terug te vinden in het uitklapmenu van de gerenderde afbeelding in de zogenaamde gallery waar alle renderingen van de gebruiker automatisch terecht komen. Uiteraard kan de ontwerper tijdens het renderen in de Cloud gewoon verder werken op zijn lokale computer. Indien gewenst wordt er, zodra de rendering gereed is, automatisch een notificatiemail verstuurd. De uiteindelijke stereopanorama toont een QR-code die vervolgens met een mobile device en bijbehorende app gescand kan worden, zie afbeelding 2. Gebaseerd op deze QR verschijnt er een hyperlink naar de stereopanorama die vervolgens wordt ingeladen. De virtuele ervaring is er overigens een waarin de acties voor de gebruiker beperkt zijn tot rondkijken. Rondlopen is niet mogelijk, maar gezien de laagdrempeligheid van het geheel is kijken ook al fantastisch.

 

Afbeelding 3: De interface van Stingray.

 

Autodesk game engine Stingray

Specialisten die meteen alles uit de kast willen halen, kunnen gebruikmaken van een game engine. Deze maakt het mogelijk om een rijke interactieve omgeving op te zetten met een super hoge kwaliteit. Daarnaast kan de kijker zelf rondlopen in deze interactieve omgeving, met behulp van een muis, toetsenbord of game controller. Dit kan terwijl hij al dan niet een virtualreality-bril draagt zoals bijvoorbeeld de Occulus Rift. 

Autodesk heeft sinds vorig jaar september een eigen game engine in zijn portfolio: Stingray. Deze engine is ontstaan als de bitsquid game engine, ontwikkeld door het bedrijf Fatshark in Zweden. Autodesk heeft na de overname van bitsquid niet alleen de naam veranderd maar ook het gehele product van een nieuwe interface voorzien. Deze interface, die overigens enkel en alleen uit HTML 5-code bestaat, is zeer overzichtelijk en laagdrempelig voor gebruikers, zie afbeelding 3.

Het opzetten van een interactieve omgeving in Stingray gebeurt op basis van meegeleverde templates. Zo zijn er templates waarin de kijker als karakter door een ontwerp heen kan lopen en templates waarin een auto rond kan rijden. Nadat de keuze is gemaakt, kan er vervolgens 3D-data worden geïmporteerd. Dit importeren gebeurt op basis van het FBX-bestandsformaat. 3ds Max en Maya hebben overigens een directe live koppeling met Stingray waarmee met een druk op de knop een 3D-model over te zetten is. Wijzigingen die vervolgens worden uitgevoerd in 3ds Max of Maya, worden automatisch ook doorgevoerd in Stingray

Uiteraard dient er voor het behalen van een realistisch resultaat aandacht te zijn voor de materialen die zijn toegekend aan de diverse 3D-objecten. De meest hoge kwaliteit levert het sinds 3ds Max 2016 aanwezige Physical Based-materiaal, dat eventueel ook in Stingray aangemaakt kan worden. De instellingen voor dit materiaal zijn overigens zeer eenvoudig te bepalen en vragen geen diepgaande kennis. De rendering in Stingray gebeurt real time in de viewport en levert direct een render van enorm hoge kwaliteit. Uiteraard kan de gebruiker nog spelen met diverse lichtbronnen. Standaard is er een directe lichtbron zichtbaar in de viewport die te vergelijken is met zonlicht. Dit zogenaamde direction light kan uiteraard naar eigen wensen worden aangepast. Het indirecte licht wordt gerenderd met behulp van de zogenaamde Beast engine. Nadat het indirecte licht berekend is, wordt dit automatisch opgeslagen in de texturen die zijn aangebracht. Om de kwaliteit op een nog hoger niveau te brengen beschikt Stingray over realtime-effecten zoals scherpte/diepte, lensvervorming, exposure controle, blooming, enzovoorts. De kwaliteit hiervan is werkelijk zeer hoog, zie afbeelding 4.

 

Afbeelding 4: 
Stingray beschikt over over realtime-effecten 
zoals scherpte/diepte en lensvervorming.

Aangezien Stingray een echte game engine is, kan de ontwerper uiteraard nog dieper ingaan op de virtuele ervaring. Denk bijvoorbeeld hierbij aan geanimeerde camera’s, particle-systemen voor rook en vuur en aan geluidseffecten. Met behulp van Scaleform is het bovendien mogelijk om geheel grafisch de interface voor het binnengaan van de virtuele omgeving te ontwerpen.

Hiervoor is wel kennis nodig van de scripttaal Lua. Het uiteindelijke resultaat kan real time getest worden op een tablet en indien het eindresultaat goed ge­noeg is, kan deze worden weggeschreven als een .exe-bestand. Export voor ge­bruik in een Android, IOS, PS4 en Xbox One is echter ook mogelijk.

 

Jean-Pierre van Gastel (jeanpierre.vangastel@tddatech.nl) is technical specialist M&E bij Datech en freelance redacteur voor CAD-Magazine. 

http://magazine.cmedia.nl/cmedia-cad-magazine-2-2016#!/autodesks-gametec...