Thin Plate Functional - Deformierbare Flächen für die Skizzeninterpretation - Entwicklung von 3D-Flächen aus Freihandskizzen

In der Produktentwicklung sind hybride Modellwelten Realität. Um ein durchgängiges digitales Produktdatenmodell aufzubauen, muss die in physischen Modellen repräsentierte Information in digitale Information überführt werden. Davon ist auch die früheste Entwicklungsphase, die Produktgestaltung, nicht ausgenommen. Informationsträger sind hier typischerweise Freihandskizzen, die zur Ideenfindung und Produktgestaltung benutzt werden. Das Einbinden dieser tradierten Arbeitsmittel in die digitale Produktentwicklung wird jedoch nicht ausreichend unterstützt. Es fehlen Werkzeuge, um die noch nicht CAx-gerechte geometrische Information aus den Freihandskizzen in digitale CAx-Konzepte zu übertragen. Der Artikel beschreibt die Umsetzung der Idee, CAD-konforme 3D-Flächenelemente mit dem Thin Plate Functional (nach Terzopoulos) zu definieren. Als Ausgangsinformation für die 3D-Flächenelemente dienen morphologisch zusammenhängende 2D-Flächenbereiche in Freihandskizzen. Sie sind die ebenen Initialflächen, aus denen nutzergesteuert räumlich deformierbare Flächen entwickelt werden. Dabei kann der Nutzer Tiefenwerte einer 3D-Fläche und/oder Richtungen der Deformation einer 2D-Fläche entweder frei eingeben oder aus den Skizzen ableiten. Die Besonderheit der implementierten Modelliermethode besteht darin, dass die entstehenden 3D-Flächen eine intuitiv variierbare lineare Kombination einer dünnen Platte und einer Membran (im physikalischen Sinn) darstellen. So wird es möglich, auch Kanten, Knicke oder Risse in der 3D-Fläche zu beschreiben und damit gestalterischen Modellieransprüchen zu genügen.