Virtual-Reality-Präsentation für Schreiner

Kunde im CAD

Die Planung im virtuellen Raum ist im Bau und Innenausbau angekommen. Mit preiswerten VR-Brillen können Kunden in künstliche Welten eintauchen und ihr Projekt vorab „live“ erleben. Welches Potenzial hat diese Technik? Marian Behaneck

Der Einsatz virtueller Modelle in der Entwurfs- und Planungsphase bietet viele Möglichkeiten – vor allem in Sachen Kundenwerbung und Auftragsbeschaffung. Sie weckt Emotionen, erzeugt Begeisterung und beschleunigt Entscheidungsprozesse. Mit VR-Brillen kann der Kunde ganze Räume erleben, als stünde er mittendrin, die Einrichtung von allen Seiten betrachten und Details heranzoomen. So bekommt er ein besseres Gefühl für die Planung. Daneben lassen sich Entwurf und Konstruktion optimieren und Ausführung sowie Montage im Vorfeld auf mögliche Probleme überprüfen.

Low-Cost-Brillen machen die VR erschwinglich
Basis der Virtual Reality (VR) ist eine computergenerierte, künstliche Umgebung – in erster Linie visuell und akustisch wahrnehmbar, mit entsprechender Hardware auch haptisch. Das Gefühl, in der Planung zu stehen, ermöglichen immersive Visualisierungsverfahren: Ein Tracking-System registriert, wohin der Nutzer schaut und gegebenenfalls auch wie er sich bewegt. Anhand dieser Daten erzeugt die Software stereoskopische Bilder, berechnet kontinuierlich eine virtuelle Umwelt und zeigt – je nach Blickrichtung des Betrachters – die passende Perspektive an. Kann er zudem mit der künstlichen Umgebung interagieren, indem er etwa mit einem Datenhandschuh Türen öffnet, erhält er den Eindruck, Teil der virtuellen Welt zu sein.
Bis vor wenigen Jahren konnte man nur mit 3D-Bildschirmen, Datenprojektoren oder voluminösen Datenhelmen in virtuelle Welten abtauchen (vgl. BM 01/2010: Schreiner im Cyberspace). Mit dem Smartphone-Boom und in Verbindung mit mobilen VR-Brillen sind virtuelle Realitäten heute erschwinglich. Mobile VR-Brillen verfügen über kein eigenes Display. Stattdessen wird ein Smartphone in die Brille eingeschoben oder eingelegt. Zwei integrierte Linsen vergrößern das Bild und verbreitern das Sehfeld. Eine VR-App ermöglicht die stereoskopische Anzeige von 360°-Panoramen, im Smartphone integrierte Sensoren synchronisieren die Bildanzeige mit den Kopfbewegungen. Das Google Cardboard, die Samsung Gear VR und die Zeiss VR One gehören zu den bekanntesten Vertretern mobiler VR-Brillen. In der einfachsten Form als Karton-Bausatz sind sie bereits ab 5 Euro erhältlich. „Echte“ VR-Brillen, wie die HTC Vive oder die Oculus Rift, kosten mit 500 bis 800 Euro erheblich mehr. Sie haben ein eigenes Display und Sensoren, die auch Standortänderungen des Benutzers erfassen. Ein Hochleistungs-Rechner, mit dem sie via Datenkabel verbunden sind, erzeugt räumliche Bilder in höherer, fotorealistischer Qualität. Die Modelle unterscheiden sich in Displayauflösung, Sichtfeld, Bild- und Tonqualität, Tracking-Funktion, Zubehör und Preis. Wichtig ist auch eine optische Korrektur für Brillenträger, denn eine Sehhilfe passt nicht unter alle VR-Brillen. Eine tabellarische Übersicht verschiedener Modelle finden Sie oben im Slider (letztes Bild).
Welche Möglichkeiten bieten VR-Brillen?
Neben der Möglichkeit, Kunden für einen Designvorschlag zu begeistern und die Entscheidung zu beschleunigen, bietet die Vorwegnahme des Gebauten weitere Vorteile. Viele Kunden können sich dreidimensionale Objekte oder Innenräume anhand von Planzeichnungen nur schwer vorstellen. Missverständnisse und Enttäuschungen sind dann vorprogrammiert: Mal erweisen sich Ablagen als zu klein oder Oberschränke als zu hoch angebracht, mal sind Treppenläufe zu schmal oder Pfosten- und Riegelteilungen von Fenstern unpraktisch. Spätere Änderungen verursachen Ärger und sind teuer. Virtuelle Objektbegehungen versprechen Abhilfe und kosten unterm Strich weniger. Steht man unmittelbar vor dem Objekt oder im Raum, fallen ungünstige Proportionen, eine unbefriedigende Gestaltung sowie ungeschickte Licht- und Platzverhältnisse eher auf, als auf dem Plan. Alle Objekte sind zum Greifen nah, bei entsprechender Programmierung kann sogar ihre Funktion überprüft werden. Auch Funktionsabfolgen, etwa bei der Benutzung einer Küche, lassen sich am VR-Modell testen und optimieren. Dabei sind Stolperfallen und zu geringe Kopfhöhen fast spürbar: Man hebt automatisch den Fuß oder zieht den Kopf ein, auch wenn die Objekte nicht real sind. Neben Fragen zu Geometrie, Funktion und Ergonomie können auch montagetechnische Aspekte überprüft werden: Kommen auch die größten Bauteile problemlos an den Montageort? Reicht der Platz fürs Aufstellen aller Elemente?
Wie läuft eine VR-Präsentation ab?
Grundlage jeder VR-Präsentation ist ein konsistentes 3D-CAD-Modell, dessen Oberflächen mit Farben und Texturen belegt wurden. Auch die umgebende Szenerie ist digital zu erstellen und mit virtuellen Lichtquellen auszuleuchten. Neben einem Schreiner-CAD kann man dazu Modellier-Software wie SketchUp, 3D Studio, Cinema 4D und Maya verwenden. Die Daten werden in einem webfähigen Format (VRML, WebVR oder X3D) exportiert.
Es gibt zwei Arten der VR-Präsentation: 360°-Kugelpanoramen werden im Voraus berechnet. Sie ermöglichen die räumliche Betrachtung von Objekten und das Heranzoomen von Details mit mobilen VR-Brillen. Verknüpft man mehrere 360°-Panoramen, lassen sich ganze Wohnungen und Häuser erkunden. Wenn die Daten in der Cloud stehen, kann der Kunde die Präsentation über einen Link öffnen und auf dem Tablet oder Handy anschauen – oder mit einer preiswerten Cardboard-Brille. Echte VR-Präsentationen hingegen werden in Echtzeit von leistungsfähigen PCs berechnet und auf echten VR-Brillen (s.o.) angezeigt. Sie ermöglichen freie Bewegung im Raum, Interaktionen wie das Öffnen von Schranktüren, Änderungen von Farben, Oberflächen und Materialien oder andere Konfigurationen von Möbeln. Das setzt eine entsprechende Hardware-Ausstattung voraus.
Der Zeitaufwand für eine VR-Präsentation hängt von der Objektgröße und -komplexität, von eventuell gewünschten Interaktionen und der Qualität der 3D-Daten ab. Einfache VR-Präsentationen für ein einzelnes Objekt kosten rund 1000 Euro, ein Raumensemble 5000 Euro und mehr.
Welche Entwicklungen und Trends gibt es?
Noch ist die Zahl der Handwerksbetriebe, die VR-Techniken einsetzen, überschaubar. Das wird sich mit zunehmender 3D-Konstruktion und BIM-Verbreitung ändern: Dann sinkt der Aufwand, weil 3D-Gebäude- und -Raumdaten vom Planer übernommen werden können. In der Küchen- und Sanitärbranche hat sich VR als Marketinginstrument bereits etabliert. Seit der Einführung preiswerter VR-Brillen greifen auch Möbelhersteller und -händler diesen Trend auf. So ermöglicht es Ikea seinen Kunden, Möbel und Einrichtungen im VR-Showroom zu erleben.
Neben der Virtual Reality wird die Augmented Reality (AR) immer interessanter: Spezielle transparente AR-Brillen projizieren ins reale Bild zusätzlich holografische Informationen. Einfacher und preiswerter ist es, ein virtuelles Objekt in das mit Smartphone oder Tablet aufgenommene Umfeld einzufügen. Damit kann man eine geplante Treppe in den Rohbau einblenden, die Wirkung neuer Fenster in einer historischen Fassade überprüfen oder das Zimmer des Kunden virtuell neu einrichten. Eingesetzt wird die AR auch bei großen Projekten: Im virtuellen Modell können sich alle Projektbeteiligten abstimmen. Das beschleunigt Planungsprozesse und vereinfacht die globale Kooperation.
Wann lohnt der Aufwand, wann nicht?
Will man ein Objekt attraktiv in Szene setzen, muss man auch die umgebende Szenerie dreidimensional konstruieren und Materialien sowie Lichtquellen definieren. Für ein simples Möbelstück lohnt sich dieser Aufwand sicher nicht. Interessant wird es erst bei kompletten Küchen- und Ladeneinrichtungen, Messeständen oder anderen anspruchsvollen und lukrativen Aufträgen. Können dabei Missverständnisse, Designschwächen oder Fehler ausgeräumt und so teuere Korrekturen am realen Objekt vermieden werden, amortisiert sich das VR-Equipment schon mit dem ersten Auftrag. Allerdings haben die meisten VR-Lösungen noch Schwächen. So muss jede Änderung erst in der CAD-Software realisiert werden, bevor man sie durch die VR-Brille betrachten kann. Und obwohl die Brillen eine nahezu perfekte 3D-Illusion ermöglichen, lassen sich Farben, Materialien und spezielle Lichtsituationen nicht 100-prozentig realitätsgetreu wiedergeben. Außerdem isoliert die VR-Brille den Benutzer von der realen Außenwelt. Stimmen seine Aktivitäten nicht mit den Sinneseindrücken in der Simulation überein – etwa wenn die projizierten Bilder der Kopfbewegung hinterherlaufen, was bei einfachen VR-Brillen oder zu wenig Rechenleistung vorkommt – kann das beim Betrachter Schwindel und Übelkeit hervorrufen. Eine schlechte Bildqualität mindert den VR-Effekt, niedrige Bildwiederholfrequenzen ermüden das Auge und können Kopfschmerzen verursachen. Deshalb sollte der Kunde die Präsentation alternativ auch ohne VR-Effekt auf dem Tablet oder PC-Monitor anschauen können.
VR ist ein Trend von vielen
Virtuelle Techniken dienen bisher meist nur der Präsentation planerischer Ergebnisse. Ein echtes, interaktives Arbeiten am VR-Modell ist eher die Ausnahme – auch wegen des technischen und zeitlichen Aufwands. Der Workflow vom CAD zur VR und zurück ist noch holprig. Dennoch werden VR- und AR-Lösungen immer interessanter – nicht nur wegen des aktuellen 3D- und BIM-Trends. Virtuelle Präsentationen schaffen einen technologischen Vorsprung gegenüber Mitbewerbern.
Aber: Auch wenn die VR aktuell boomt und von einigen Schreinersoftware-Herstellern wie PaletteCAD, CAD+T, Extragroup, Imos oder xCAD intensiv beworben wird, sehen andere darin nur einen Trend von vielen.

„Wir überzeugen schneller“ – Praxis-Interview mit Daniel Schuster
Schuster Innenausbau setzt seit 2016 Virtual Reality ein. Im Auftrag von BM hat Marian Behaneck Daniel Schuster zu seinen Erfahrungen befragt.
BM: Wofür setzen Sie die VR-Technik ein?
Schuster: VR ist ideal für Kunden, die mit 2D wenig anfangen können. Allerdings setzen wir die Technik nur bei größeren Projekten ein. Für kleine Projekte oder Einzelmöbel ist der Aufwand zu hoch – es sei denn, der Kunde bezahlt den Mehrpreis.
BM: Was haben Sie und Ihre Kunden davon?
Schuster: Für uns ist VR ein klarer Wettbewerbsvorteil. Wir überzeugen schneller. Der Kunde bekommt dank VR-Brille ein Gefühl für die Planung und wird stärker in den Designprozess integriert.
BM: Wie läuft eine VR-Präsentation bei Ihnen ab und wie hoch ist der Aufwand?
Schuster: Zunächst klären wir intern und mit dem Kunden, ob VR für das Projekt infrage kommt. Dann erstellen wir ein 3D-Modell, das VR-Video und Renderings. Dazu benötigt man leistungsstarke Hard- und Software, um die Rechenzeiten zu verkürzen. Für einen Ladenumbau brauchen wir mehrere Tage. Größter zeitlicher Aufwand ist das Erarbeiten von Knowhow. Für die Präsentation gibt es dann zwei Wege: Entweder gehen wir mit einer VR-Brille zum Kunden oder er bekommt einen Link.
BM: Kann VR einen Showroom ersetzen?
Schuster: Nein, nur ergänzen. Denn der Kunde möchte das Material trotzdem spüren oder auch den Soft-Close-Auszug in der Show-Küche erleben.
BM: Verhilft die VR zu besserem Design?
Schuster: Nur bedingt. VR ersetzt nicht den kreativen Prozess. Zu Beginn skizzieren wir trotzdem mit dem Bleistift. Gutes Design hat viele Stadien. VR ist nur ein Baustein.

Der Autor
Dipl.-Ing. Marian Behaneck ist freier Journalist mit den Schwerpunkten Software, Hardware und IT im Baubereich.