Generalisierung von prozeduralen Animationen bei Autorenwerkzeugen in digitalen Lernumgebungen
Bachelorarbeit D. Hirsch
In den letzten Jahren haben sich zahlreiche Unternehmen verstärkt auf die Darstellungen von Produkten und Leistungen in dreidimensionalen (3D) oder Virtual Reality (VR) Umgebungen konzentriert. Aktuelle Trends streben sogar die vollkommene Integration von Benutzer*innen in digitalen Welten (i.e. Metaverse) an. Diese Entwicklung trifft nicht nur auf kommerzielle Systeme, sondern auch auf digitale Lernumgebungen zu. Neu entwickelte Werkezeuge wie Machine@Hand ermöglichen Fachautoren die Vermittlung von Wissen an digitalen Zwillingen von real existierenden 3D-Objekten. Die größte Hürde bei diesen Autorenwerkzeuge ist dabei die Zugänglichkeit. Viele Systeme zur Erstellung oder Bearbeitung von 3D-Inhalten benötigen technisches Fachwissen in den Bereichen 3D-Modellierung, Texturierung, Shading, Animation und Rendering (z.B. in Blender, Maya oder Cinema3D), sowie Grundkenntnisse im Bereich Programmierung und Anwendungsentwicklung (z.B. in Unity oder Unreal Engine). Um Fachautoren aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen zu unterstützen, ist es daher notwendig, diese Prozesse zu abstrahieren und die Interaktion zu vereinfachen.
Ziel dieser Arbeit ist daher die Erstellung von vordefinierten prozeduralen Animationen, welche unabhängig vom importierten 3D-Objekt angewandt werden können. Grundlage dafür bietet das Verhalten von generischen Operationen, die sich entlang von vordefinierten Achsen ähnlich verhalten sollen. Ein bereits existierendes Beispiel aus dem Bereich der Game Engines ist das „Humanoid“-Modell, welches Animationen auf Basis von menschenähnlichen Skeletten/Rigs durchführt. Im Rahmen der Bachelorarbeit sollen unterschiedliche Methoden und Techniken für derartig generische Animationsmodelle untersucht und konzeptionell weiterentwickelt werden. Dabei soll jeder grundsätzliche Transformationstyp (i.e. Translation, Rotation und Skalierung) durch mindestens ein Animationsmodell abgedeckt werden. Um die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten zu gewährleisten, sollen Benutzer*innen weiterhin die Möglichkeit haben, Pivotpunkte oder Achsen als Orientierung für die Animation festzulegen. Hierbei ist darauf zu achten, dass hierarchisch komplexere 3D-Modellen ihre Orientierungsmerkmale an den übergeordneten "Parent"-Objekten ausrichten. Durch die Bereitstellung der entwickelten Animationsmodelle sollen Fachautoren ohne technisches Vorwissen über 3D-Software in der Lage sein Animationen ad-hoc einzusetzen.