Quicktime VR und der Einsatz mit 3D Studio Max

Obwohl  Panorama-Bilder mit dem Plugin von Harald A. Blab ähnlich leicht zu erstellen sind wie mit vergleichbaren Werkzeugen zur Generierung von Quicktime VR, die Funktionsweise und Möglichkeiten vergleichbar mit denen von Quicktime VR sind, so wurde mir doch der Vorwurf gemacht, Quicktime VR vernachlässigt zu haben. Ich habe diese Anregung lange mit mir herum getragen und deshalb nun einen kurzen ergänzenden Artikel zum Thema Quicktime VR und 3D Studio Max verfaßt.

Ich möchte Herrn Otto für diese Anregung danken und hoffe damit die von ihm erwähnte Lücke des Buchs 3D Visualisierung gefüllt zu haben. zurück

Artikel als PDF-Dokument (529 KByte)

Ergänzung

Vorwort

Inhalt

Verfahren

QT VR

QTVR?

Daten/Fakten/Kontakt

QT VR und Max

CEBAS Plugin Installation Optionen Panorama Objekt

VideoVRObj

Fazit

Eine Ergänzung zum Kapitel Interaktion des Buchs 3D-Visualisierung

Ein kurzes Vorwort ...

Virtual Reality, Eintauchen, Immersion, Interaktion und selbstständige Navigation: Schlagworte zur Vielfalt des Angebots  rund um die Themen 3D und VR. Unglaublich viele Methoden und Verfahren sind in den letzten Monaten auf dem Markt erschienen und es bleibt sicherlich spannend zu beobachten wer das Rennen machen wird. 

Worum es geht?

Es geht um die Möglichkeit die mit viel Liebe und Schweiß in einem 3D-Programm erstellten Objekte und Szenerien einem breiten Publikum vorzustellen. Der Schwerpunkt liegt hier jedoch nicht im Anspruch Broadcast-Qualität zu liefern, sondern vielmehr darin 3D erlebbar zu machen. Und zwar am besten im Web. Web und 3D, zwei Bereiche die bis vor kurzem noch zu trennen waren, da die Bandbreiten eine vernünftige Übertragung nicht möglich machten. 

Als im Herbst letzten Jahres das Buch 3D Visualisierung erschien, versuchte ich unter anderem einen Überblick über einige der Möglichkeiten zu geben, mit denen 3D-Interaktionen im Web möglich ist. Inzwischen sind so viele weitere Methoden und Produkte hinzu gekommen, dass es unglaublich spannend ist, dem Treiben weiterhin eine gewisse Aufmerksamkeit zu zollen.

Im Kapitel Interaktion des Buchs wurden verschiedene Verfahren angerissen und beschrieben, die es dem 3D-Anwender ermöglichen seine Daten einem beliebigem Publikum interaktiv zu präsentieren. Interaktiv bedeutet, dass der Betrachter die 3D-Daten selbständig und ohne vertieftes Wissen einer speziellen Programmanwendung betrachten, erfahren kann.

Die Vorgehensweise bei der Erstellung sieht wie folgt aus und ist bei nahezu allen Methoden identisch: Der 3D-Artist erstellt seine Szene mit einer beliebigen 3D-Anwendung, exportiert diese mit einem bestimmten Exportmodul, benötigt für die Betrachtung einem bestimmten Viewer und schon kann der Betrachter die Daten eigenständig drehen, skalieren und innerhalb dieser Daten navigieren. Eine Veränderung dieser Daten ist in der Regel nicht beabsichtigt. Diese Art der interaktiven Betrachtung beschränkt sich somit auf das Anschauen, Zugriff ist (bis auf die Verfelchtung von Hyperlinks oder Buttons zum Auslösen von Animationssequenzen) nicht möglich. Mit Zugriff ist in diesem Fall übrigens die tatsächliche Veränderung, die Manipulation der Daten gemeint, nicht das Starten vorgefertigter  Animationen.

Die im Buch 3D-Visualisierung erwähnten Verfahren

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sind:

·    VRML (VRML, Virtual Reality Modeling (oder auch Markup) Language)

VRML ist eine beschreibende Sprache zur Darstellung von 3D-Objekten und Szenen. VRML ist eine im ASCII-Format vorliegende, beschreibende Sprache, die durch entsprechende Plugins in Standard-Webbrowsern integriert oder auch mit Standalone-Produkten betrachtet werden kann.

Infos unter:

vollständige VRML97-Spezifikation http://www.vrml.org/Specifications/VRML97

 

Cult3D (sehr schneller Interaktiv-Viewer der Firma Cycore)

Eine weitere Möglichkeit Interaktion mit 3-dimensionalen Daten zu betreiben. Die Vorgehensweise bei der Modellierung ist ähnlich wie bei der Generierung von VRML-Daten. Das heißt auch hier ist es wichtig, die Polygonzahlen niedrig zu halten um die Wiedergabe der Daten, vor allem über das Netz schlank und schnell zu gestalten. Allerdings wird kein ASCII-Format generiert, sondern ein eigenes Binärformat.

Informationen

http://www.cycore.com

 

·         Spieleumgebungen (NeMo)

Als 3D-Autorensystem inzwischen unter dem Namen Virtools auf dem Markt.

 

Informationen

www.virtools.com

·          Panorama (LivePicture)

Eine andere Möglichkeit, ein Szene, zumindest in ihrer Betrachtung interaktiv zu gestalten ist die, ein Panoramabild zu erzeugen. Mit einer speziellen Software wird ein  Panoramabild Ihrer 3D-Szene inklusive Decke und Boden gerendert.

Panorama-Plugin für 3D Studio Max und Infos:

http://www.habware.at

Detaillierte Infos zu MGI Software und den zugehörigen Webtools  unter:

http://www.mgisoft.com

 Quicktime VR

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Eine weitere Möglichkeiten 3D-Daten interaktiv zu betrachten ist Verwendung des Quicktime VR-Formats. Das Schöne daran ist vor allem, dass hierzu lediglich der Quicktime-Player auf Ihrem System installiert sein muss um diese Daten zu betrachten. Da Streaming-Video und der Quicktime-Player inzwischen schon fast zur Standard-Ausstattung eines durchschnittlichen PC gehören ist der Einsatz dieses Verfahrens nur von Vorteil, da kein zusätzliches Plugin installiert werden muss.

 

Was ist Quicktime VR?

 

Quicktime VR ist die von Apple entwickelte Technologie, die es ermöglicht mit Panorama-Ansichten und/oder 3D-Objekten zu interagieren. Der Begriff VR steht für Virtual Reality und ist eigentlich nicht ganz richtig, da ursprünglich VR eigentlich für die großen CAVE-Systeme und die Möglichkeit des Bewegens in einer "echten 3D-Umgebung" gedacht war.  Die Grundlage der 3D-Visualisierung mit Quicktime VR ist ein Panoramabild in Form der Abwicklung eines Objektes auf eine Kugel oder einen Kubus als Pixeldatei. Erstellt wird diese Abwicklung einer 3D-Umgebung, die mit entsprechender Software aufbereitet den Eindruck von Dreidimensionalität vermittelt.

Die Highend-Visualisierer haben sich inzwischen das Schild der IV statt VR umgehängt, um einfach ein wenig Abstand zu den in Unmengen vorliegenden PC.Lösungen  zu bekommen; IV steht für Immersive Visualization (Immersion = Eintauchen)

Was kann Quicktime VR?

Dreidimensionale Betrachtung von Szenen oder Objekten direkt am PC oder die Integration in eine HTML-Seite sind der Einsatzbereich von Quicktime VR. Die Aufnahme und Verarbeitung von echten Bilddaten erfordern, will man Apple-Produkte einsetzen,  das "QuickTime VR Authoring Studio", ein Programmsystem welches sich aus den Modulen Panorama Sticher, Panorama Maker, Scene Maker, Objekt Maker und Project Management zusammensetzt.

Auch lassen sich in sogenannte HotSpots einsetzen, also Bereiche, die Verknüpfungen zu anderen 3D-Szenen haben. Somit lässt sich der Eindruck erwecken, sich innerhalb eines größeren Gesamtinhalts, z..B. der Verbindung mehrerer Räume zu bewegen.

Schade ist allerdings, dass das QuickTime VR Authoring Studio nur unter MacOS läuft. Somit gilt Auszeit für alle PC-Anwender; schade ist auch, dass das Programm seit 1997 nicht mehr weiterentwickelt wird. Apple hat das Feld der Fremdprogrammierergemeinde geräumt von denen einige Tools entwickelt wurden. Weitere Informationen hierzu entnehmen Sie den Informationen in der rechten Spalte.

Adressen und weitere Informationen rund ums Thema QuickTime VR finden sich unter:

http://www.apple.de

Download des Quicktime-Players :

http://www.apple.com/quicktime/download/

Beispiele zu Panoramaszenen:

http://www.apple.com/quicktime/products/gallery/

Infos zum Authoring Studio

Links zu QuickTime VR- Objekten

http://www.eurovr.com/de/index.htm

BEISPIEL 

Dateigröße 275 KB

Quicktime VR und 3d Studio Max

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Der unschlagbare Vorteil von Methoden wie Panoramabildern oder anderen Verfahren wie sie Quicktime VR zur Verfügung stellt, ist die Möglichkeit photorealistische Wiedergaben zu generieren. Wo die Wiedergabe eines "echten" 3D-Modells mit Programmen wie Cult3D, Director 8.5, VRML usw. gefragt ist, stößt man schnell an Grenzen was die Wiedergabe hoher Polygonzahlen betrifft. Auch sind meist spezielle Viewer notwendig um 3D-Daten innerhalb der Browserumgebung wiederzugeben. Dies gilt zwar auch für QuickTime, doch darf hier wohl, ähnlich wie bei Flash, von einer sehr umfassenden Verbreitung ausgegangen werden.

Wenn auch Subdivision-Surfacing zukünftig neue Möglichkeiten der Darstellung von 3D-Objekten und Szenen bieten könnte, erreicht man mit Methoden wie QuickTime eine sehr hohe Qualität, die lediglich vom verwendeten Bildkomprimierungsverfahren abhängt. Allerdings gilt zu beachten, dass die Freiheitsgrade  bei der Interaktion mit einem solchen Verfahren erheblich geringer sind als bei Interaktion mit  "echten" 3D-Daten.

Die Firma CEBAS hat für die Schnittstelle zu 3D Studio Max/Viz ein Plugin entwickelt, welches den Export von Quicktime VR-Daten aus der 3D-Anwendung heraus ermöglicht. Einige Details hierzu:

CEBAS Plugin

Installation

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Das von der Firma Cebas vertriebene Plugin lässt sich in Max ohne Schwierigkeiten installieren.

Nach erfolgter Installation finden sich die Einträge unter den Dienstprogrammen von Max. Unter Dienstprogramme (Utilities) findet sich der Menüpunkt maxVR.qt

CEBAS Installationsroutine erzeugt einen Unterordner unter der 3dsmax Standardeinrichtung in welchem auch andere Produkte von CEBAS zu finden sind. Ist das Programm installiert und betriebsbereit, ist außer der bereits eingegebenen Lizenznummer ein Freischaltcode bei CEBAS anzufordern.Die Online-Hilfe gibt es leider nur in Englisch, ein Manko für alle, die dieser Sprache nicht mächtig sind. Es wäre wünschenswert, gerade bei einem deutschen Plugin-Hersteller, würde die Online-Hilfe in Deutsch zur Verfügung gestellt werden.

Aufruf über Dienstprogramme

Die Einträge in die Plugin-Ini verweisen klar auf den Pfad der zu suchenden zusätzlichen Werkzeuge, auch die Hilfe wird sauber eingetragen.

 

Optionen

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Der Umgang des Plugins beinhaltet 3 grundlegende Möglichkeiten Quicktime VR-Formate zu generieren.

1. Panorama

2. Objekt

3. Video -> Objekt

 

1. Panorama

Die Option Panorama ermöglicht  die Erzeugung eines Panorama-Bildes welches den Eindruck vermittelt, sich innerhalb eines Raumes/ einer Szene um 360° zu drehen. Der Einsatzbereich dieser Panoramadarstellung liegt eindeutig in der Wiedergabe von Innenräumen und der Architektur. Da die Szenen hierbei über den Scanline-Renderer (oder eine beliebige andere Renderengine) erzeugt werden, hängt die Qualität der Wiedergabe nur von der verwendeten Kompression des Bildes ab. Auch Radiosity, Global Illumination oder sehr hochwertige Reflektions-Effekte sind somit kein Problem.

Maßgeblich zur Erzeugung ist das aktive Perspektiv – oder Kamerafenster. Die Einstellung der Kamera hinsichtlich FOV oder Linse spielt keine Rolle.

Am Beispiel einer Demoszene:

 

Beispielszene mit einer Kamera, mittig platziert, Blickfeld 75°

 

Abgewickelte Szene als JPEG. Erzeugt mit der Option "Save Tile-Image"

BEISPIEL 

Dateigröße: 131 KB

Einstellungen:

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Width/Height

Hier wird die Einstellungen der einzelnen Abwicklungen eingestellt:

Tiles (Kacheln)

Die Anzahl der "Tiles" also der Kacheln multipliziert mit  der Breite (Width) ergibt somit die Gesamtgröße der Bilddatei. 600 Pixel Breite (Width) und 6 als Faktor für die Kacheln (Tiles) ergibt eine Gesamtbildbreite von 3600 Pixeln. Jedes der Bilder wird hierbei als Einzelbild gerendert.

Save Tile-Image (Als Kachelbild speichern)

Eine clevere Option um die gerenderte Sequenz als einzelne Bilddatei auszugeben.

High Quality  (Ausgabequaltiät erhöhen)

Hierbei wird Quadratic Oversampling für den Renderprozess verwendet. Dies bedeutet eine Erhöhung der Gesamtpixelanzahl im Quadrat, ermöglicht aber wiederum eine Reduktion der Kacheln (Tiles) bei gleicher Qualität. Probieren geht auch hier über studieren und die Renderzeit hängt natürlich auch stark von der Art der verwendeten Oberflächen ab.

Visibility (Sichtbarkeit)

Hiermit lässt sich die Wiedergabegröße im Quicktime-Player einstellen. Dies ist deshalb interessant, da bei der Wiedergabe eines Quicktime VR-Bildes außer der Rotation auch eine Skalierung, also eine Zoomoption zur Verfügung steht. Somit lässt sich bei einer kleineren Ausgabegröße beim Quicktime-Player zoomen ohne gleich in grobe Pixelmuster einzutauchen.

 

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2. Objekt

Um eine Objektvisualisierung zu erreichen ist diese Funktion die richtige Wahl. Aktiviert man "Object" hat man die Möglichkeit das gewählte Objekt als 3D-Objekt in QuicktimeVR-Format zu erzeugen. Um eine korrekte Wiedergabe der Abwicklung zu erreichen ist es allerdings äußerst wichtig, das der Schwerpunkt (Pivot) sich in der Mitte des Objektes befindet, da der Schwerpunkt den Drehpunkt der virtuellen Kamera darstellt.

Vorstellen kann man sich dies am ehesten so, dass eine Kamera sich um das Objekt herum bewegt, hierbei Schnappschüsse des Objekts erzeugt, die alle Seiten des Objekts darstellen. Im anschließend erzeugten VR.Format wird dann, je nach Bewegung der Maus die richtige Reihenfolge des Bildmaterials dargestellt und so der Eindruck von Dreidimensionalität vermittelt.

Einstellungen

Pick Object (Objekt auswählen):

Das gewünschte Objekt auswählen, rendern, fertig.

Hierbei beachten, dass

a) der Schwerpunkt mittig am Objekt ausgerichtet ist, bei mehreren Objekten diese zu einer Grupppierung zusammengefasst sind und einen gemeinsamen Schwerpunkt besitzen. Hierbei  kann es allerdings zu Verzerrungen kommen.

b) Eine Kamera definiert wurde. Die Erzeugung eines 3D-Objektes erfolgt bei einem Kamerafenster immer, bei einem Perspektivfenster aus nicht geklärten Gründen- nur gelegentlich.

 

Object Size (Ausgabegröße):

Rendergröße des Objektes. Rechts die Oberfläche des Menüs und die eingetragenen Daten des Beispiels.

Object Parameter:

Count (Anzahl):

Anzahl der Bilder die von der virtuellen Kamera rund um das zu erstellende Objekt aufgenommen werden.

Min und Max: Ausgehend von der Ursprungskameraposition werden im Kreis um das Objekt herum Einzelbilder aufgenommen. Bei einer Differenz von 360°, also z.B.: Min = 0° und Max = 360° wird ein Vollkreis um das Objekt beschrieben. Bei einem "Count" von 36 in horizontaler Richtung, einem zu beschreibenden Vollkreis von 360° (Min = -180°, Max = 180°) bedeutet dies, das alle 10° eine Bild aufgenommen wird. Bei einem zusätzlichen "Count" von 10 in Vertikaler Richtung, einem Teilkreis von 80° (Min = -40°, Max = 40°) bedeutet dies alle 8,9° in vertikaler Richtung ein Bild. Multipliziert man den horizontalen Count mit dem vertikalen, ergibt sich die Gesamtanzahl der zu erstellenden Bilder (Frames), in diesem Fall 360 an der Zahl.

 

 

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Am Beispiel:

Screenshot der Beispielszene. Ein einfacher Rotationskörper, mit zentriertem Schwerpunkt.

BEISPIEL 

Dateigröße 1,1 MByte

Objekt auswählen, anschließend Speicherort und Dateinmane eingeben.

Dann lassen sich noch die Kompression, Anzahl der Bilder /Sekunde für die Wiedergabe und die Qualität definieren.

 

3. Video -> VRObj

Eine sehr schöne Option, die es ermöglicht, beliebige Animationssequenzen, die auch als AVI-File vorliegen können in eine QuickTime VR-Objekt umzuwandeln.  Hierbei wird die Funktion die sonst eigentlich der Schieberegler des Wiedergabefenster übernimmt auf den direkten Zugriff wie bei der Objekt- bzw. Panorama-Wiedergabe umgewandelt. Somit lässt sich der Eindruck erwecken, die Aktion/Animation direkt über die Maus zu steuern.

BEISPIEL 

Dateigröße 1.3 MByte

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Fazit:

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Das Plugin von CEBAS bietet die Möglichkeit QuickTime VR-Objekte aus MAX oder VIZ heraus zu erzeugen. Die drei Funktionalitäten Panorama, Objekt und Video-> VRObj funktionieren einwandfrei und bieten somit ergänzende 3D-Darstellungen außerhalb den sonst erforderlichen Polygon-Counts die "echte" 3D-Umgebungen erfordern.

Die Funktionen sind klar beschrieben und leicht nachzuvollziehen. Schade ist es, dass die Produktbeschreibungen und das Handbuch nur auf englisch vorhanden sind und dass es keine Möglichkeit gibt HotSpots zu setzen. Dies wäre sicherlich eine absoluter Gewinn, könnte man diese HotSpots, ähnlich wie die VRML-Helfer-Objekte direkt in Max erzeugen. Auch wäre es schön, wenn die Option der kubischen Panorama-Erstellung integriert werden könnte. Sie bietet weitere Möglichkeiten in der Qualität der Darstellung, da die Panorma-Darstellung sich nicht auf die Drehung um die Z-Achse beschränkt.

QuickTime VR ist sicherlich nicht das Maß aller Dinge im Bereich der interaktiven 3D-Darstellungen, aber es bietet als Movie-Format Streaming-Möglichkeiten, also die sequentielle Übertragung der Daten übers Web und eine sehr hochwertige Qualität der Wiedergabe. Auch ist der QuickTime-Player sehr weit verbreitet und zählt inzwischen fast zum Standard eines PC. QuickTime VR stellt Einschränkungen in der "echten" Beweglichkeit innerhalb der Daten dar, ist es doch ein letztendlich eigentlich nur der geschickte Ablauf einer Serie von Pixelbildern ... aber ein sehr beeindruckender...

 

Rüdiger Mach

 

Daten/Fakten/Kontakt

Produkt:

Hersteller:

Preis:

Homepage:

Vertrieb in D:

QuickTime VR-Plugin für 3ds max und 3ds viz

Cebas Computer GmbH

DM 313,-

http://www.cebas.de

Cebas Computer GmbH
Lilienthalstr. 19
69214 Eppelheim
info@cebas.de
tel. +49 (0) 6221-760038
fax. +49 (0) 6221-760039

Ergänzung

Vorwort

Inhalt

Verfahren

QT VR

QTVR?

Daten/Fakten/Kontakt

QT VR und Max

CEBAS Plugin Installation Optionen Panorama Objekt

VideoVRObj

Fazit