Schuhdesigner können sich in der 3D-Welt austoben
Chemnitzer Informatiker zeigen der Industrie, wie mit der virtuellen Modellierung von Schuhen bei der Mustererarbeitung Kosten und Zeit eingespart werden können
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Tom Kühnert von der Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung der TU Chemnitz designt Schuhe am Computer mit Hilfe stereoskopischer Displaytechnologie und moderner Tracking-Systeme. Die mit einem Auswahlstift gezeichneten Designlinien sind die Basis der realitätsnahen Visualisierung des künftigen Schuhs. Auch Farben, Materialarten, Nähte, Absätze oder Schmuckelemente werden mit Hilfe des Stiftes festgelegt. Foto: Mario Steinebach |
Die Musterproduktion eines neuen Schuhmodells ist heutzutage immer noch kostspielig und langwierig. Die Hersteller benötigen oft mehrere Monate, um eine Kollektion zu entwickeln. Bis das erste Muster auf Messen oder dem Handel vorgestellt werden kann, sind zahlreiche Arbeitsschritte notwendig. Leisten, Sohlen und Absätze müssen entwickelt, Materialien bestellt werden. Dann werden die einzelnen Komponenten zu Modellen zusammengestellt und verschiedene Ausführungen angefertigt. Ein Forscherteam um Prof. Dr. Guido Brunnett, der die Professur für Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung an der TU Chemnitz leitet, arbeitet gemeinsam mit dem Prüf- und Forschungsinstitut für die Schuhherstellung e.V. Pirmasens bereits seit mehreren Jahren daran, das Schuhdesign in der 3D-Welt zu perfektionieren und möglichst früh Fehlentwicklungen bei der Modellherstellung zu vermeiden. Durch das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderte Projekt soll die Industrie in naher Zukunft enorme Kosten und Zeit bei der Musterproduktion von Schuhen einsparen.
Die Chemnitzer Informatiker haben aufbauend auf ihren Erfahrungen im Virtuellen Prototyping im Schuhdesign die 3D-Modellierung vorangetrieben. Sie nutzen dafür eine stereoskopische Displaytechnologie und moderne Tracking-Systeme zur Objektverfolgung. "Die Interaktion zwischen dem Schuhdesigner und der virtuellen Darstellung des Schuhmodells erfolgt über ein Schuhformstück - den so genannten Leisten, den der Benutzer in einer Hand hält. Bewegungssensoren am Leisten übertragen dessen Bewegungen auf das virtuelle Schuhmodell, ohne dass dabei Verzögerungen in der Visualisierung entstehen", erläutert Informatiker Tom Kühnert. In der anderen Hand führt der Designer einen Auswahlstift, mit dem er grundlegende Designlinien auf das Formstück zeichnet. Diese Designlinien sind die Basis der realitätsnahen stereoskopischen Visualisierung des künftigen Schuhs, die nahezu in Echtzeit und mit hoher Genauigkeit am Bildschirm entsteht. Auch Farben, Materialarten, Details der Nähte, Absätze, Schaftkanten, Sohlen oder Schmuckelemente können mit Hilfe dieses Stiftes ausgewählt, kombiniert und anhand des virtuellen Schuhmodells sofort beurteilt werden. "Der Designer, aber auch Außenstehende, erhalten auf diese Weise ohne Mehraufwand einen sehr anschaulichen Eindruck vom künftigen Schuh", sagt Kühnert.
Da die Designlinien bei der Modellierung eine zentrale Rolle spielen, entwickelten die Informatiker ein System, das dem Zeichnen auf Papier angelehnt ist und viele Zeichentechniken und Zeichenstile erlaubt. Es können sogar schraffierte oder mehrfach überzeichnete Skizzen in Echtzeit verarbeitet werden. Auch das Verschieben, Spiegeln, Modulieren und Zusammenfügen von Linien ist ebenso möglich wie das Anlegen einer parallelen Linie oder die automatische Erzeugung von Hilfslinien am Leisten.
Nach der Designerstellung am dreidimensionalen Leisten wird das Modell vom künstlerischen Designer an den technischen Modelleur gegeben, der eine computergestützte Vervollständigung der Designdaten vornimmt. Die vom Leisten abgenommenen Designlinien liegen nach diesem Schritt in der Ebene vor, wonach die Materialstücke zugeschnitten werden können. In weiteren Arbeitsschritten werden die Materialien miteinander vernäht und alle Details des Designs aufgebracht. Der komplette Arbeitsprozess benötigt oft mehrere Wochen, bevor eine erste Variante des Schuhs vorgestellt werden kann. Besonders im experimentellen Entwurfsprozess, in dem naturgemäß viele Versuchsdesigns verworfen werden, lässt sich der Bearbeitungsaufwand mit Hilfe der Schuhmodellierung der Chemnitzer Informatiker deutlich reduzieren.
"Natürlich wird es künftig nicht soweit kommen, dass reale Musterstücke nicht mehr gefertigt werden. Doch die Vorteile, die das virtuelle Schuhdesign bietet, werden mit Sicherheit zum Tragen kommen. Die Designer können sich virtuell in ihrer gewohnten Zeichentechnik austoben, die Modelle anhand der Repräsentation beurteilen und dann entscheiden, was wirklich in die Musterfertigung geht. Das ist ein klarer Zeit- und Kostenvorteil für die Hersteller", betont Prof. Brunnett. Die Chemnitzer Informatiker haben mit ihrer Lösung bereits in der Schuhindustrie großes Interesse geweckt.
Weitere Informationen erteilt Tom Kühnert, Telefon 0371 531-32154, -25710, E-Mail tom.kuehnert@informatik.tu-chemnitz.de.
Mario Steinebach
06.02.2009
