Institut für Rechnergestützte Ingenieursysteme

Integration eines 3D-CAD-Kerns in Virtual Reality Systeme

Die Funktionalität derzeitiger Virtual Reality (VR) Applikationen im industriellen Einsatzbereich digitaler Prototypen (DMU) beschränkt sich häufig auf das passive Betrachten und Analysieren dreidimensionaler Objekte. Wird der Einsatzbereich von VR jedoch um die Möglichkeit zur Modifikation oder sogar Generierung von Geometrien durch direkten Zugriff auf CAD-Funktionalitäten erweitert, könnte die VR-Technologie in der Produktentwicklung zukünftig noch effizienter eingesetzt werden. Hierzu soll der bestehende CAD-Kern OpenCASCADE in das VR-Softwaresystem Lightning des IAO integriert werden.

Ziel der Arbeit ist die Konzeption und prototypische Implementierung eines Integrationsmodells zwischen dem VR-System und dem CAD-Kern. Hierbei dient das VR-System als Benutzungsschnittstelle zur Interaktion beim Modellieren und zur Visualisierung der vom CAD-Kern generierten Geometrien. Der CAD-Kern generiert die, vom Benutzer modellierten parametrischen Geometrien und die zur Visualisierung erforderlichen Polygonnetze.

Dem Integrationsmodell soll eine klare Trennung zwischen VR-System und CAD-Anwendungskern zu Grunde liegen, um eine spätere Weiterverwendbarkeit des Integrationsmodells in anderen Umgebungen wie beispielsweise als Desktop-Anwendung zu vereinfachen.

Anforderungsprofil: Grundkenntnisse im Bereich der 3D-CAD-Systeme und Programmierkenntnisse in C++ und Tcl/Tk

Gliederung der Diplomarbeit:

• Analyse gegenwärtiger CAD-Systeme hinsichtlich der verwendeten Datentopologie und Modellierungsmethodik
• Einarbeitung in die Programmierschnittstelle des CAD-Kerns (OpenCASCADE) und des VR-Systems Lightning auf Basis der Szenegraphenbibliothek OpenGL|Performer
• Konzeption der Systemarchitektur für die CAD-Integration mit Funktionsmodulen wie

• Anwendungskern
• Topologiemanagement innerhalb des CAD-Kern sowie dessen Entsprechung im VR-Szenegraphen
• Informations- und Datenflussmanagement zwischen VR-System und CAD-Kern
• rudimentäre 2D- und 3D-Modellierfunktionalitäten

• Implementierung der erforderlichen immersiven Interaktionsfunktionalitäten
• Prototypische Implementierung der Funktionsmodule
• Dokumentation

Als primäre Plattform für die Implementierung ist Linux vorgesehen. Für die Implementierung kann die VR-Hardwareausstattung des IAO (VR-Workstation PIcasso oder CAVE) genutzt werden.

Bearbeiter: cand. inform. Tibor Schütz

Projektkoordinator: Frank Haselberger, Fraunhofer-Gesellschaft IAO

Prüfer: Prof. Dr. D. Roller

Zeitraum: 01.05.2005 - 31.10.2005