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Animationen in 3D
Dr. Martin Lachmair & Prof. Dr. Stephan Schwan
ANIMATIONEN IN 3D
•  Dreidimensional
•  Komplexe Kamerabewegungen
•  Komplexe Beleuchtungseffekte
•  Wechselnde Betrachterperspektiven
•  Wechselnde Betrachterdistanzen
•  Zeitsprünge
•  Sparsame Verwendung von
Texteinblendungen (Immersion statt
Multimedia)
Quelle: yourgenome.org
Quelle: teacher‘s pet
3D ≠ 3D?
03.07.17
•  Screenshot vs. Clip
3D ≠ 3D?
03.07.2017
•  Psychologische/Perzeptuelle Aspekte:
•  Höhenkonstanz
•  Farbkonstanz
•  Komplexerer Inhalt => komplexere Schnittstellen?
•  Gestenbasierte Interaktion durch neue Interfaces (touch)
•  natürlicher/intuitiver, aber: was ist intuitiv?
•  Höherer kognitiver Aufwand?
•  2D Bildschirm ungeeignetes Medium für 3D ?
VIRTUAL REALITY
•  Immersion: Gefühl “man ist da/
mittendrin!”
•  Direkter Kontakt mit Inhalten =>
intensivere Erfahrung
•  Benötigt wird:
•  Hardware:
•  VR-System (HTC, Oculus, GearVR, Daydream…)
•  Evtl. Game-PC
•  Raum
•  Software:
•  3D Modellierung
•  Präsentationsplatform (game-engine)
•  Skripting (z.B. C#, Visual Studio)
•  Personal mit entsprechenden Skills
03.07.2017
3D MODELLIERUNG (WINDOWS)
•  Blender
•  Open source
•  Ungewöhnliches interface
•  Steile Lernkurve?
•  3ds max
•  Sehr professionell
•  Viele Optionen und Features
•  teuer
•  Dateiformat beachten!
•  Generell: steile Lernkurven => Schulung empfohlen
03.07.2017
3D MODELLIERUNG: 3DS-MAX
03.07.2017
PLATTFORM FÜR VR
•  Verschiedene Spiele-Plattformen (game-engines):
•  Unreal
•  Unity
•  Stingray
•  Openvr (Schnittstelle)
•  Unity weit verbreitet und für die meisten Anwendungen
geeignet
•  Plattform zur Darstellung der Modelle und Durchführung
des Gameplay (Interaktionen, etc…)
03.07.2017
UNITY: PLATTFORM FÜR VR
03.07.2017
ANIMATIONEN IN 3D
•  Dreidimensional
•  Komplexe Kamerabewegungen
•  Komplexe Beleuchtungseffekte
•  Wechselnde Betrachterperspektiven
•  Wechselnde Betrachterdistanzen
•  Zeitsprünge
•  Sparsame Verwendung von
Texteinblendungen (Immersion statt
Multimedia)
Quelle: yourgenome.org
Quelle: teacher‘s pet
ANIMATIONEN IN 3D
3D – neue Möglichkeiten der Darstellung
•  Gegenstand / Prozess verläuft im Raum (mit fixer
Kamera)
•  Betrachterperspektive und -distanz (Kamera)
ändern sich im Raum
•  Kombination von bewegtem Sachverhalt und
bewegter Kamera
•  Interaktive Steuerbarkeit von Kamera und/oder
Prozess
•  Einzelne flächige Standbilder werden zum
Vergleich im Raum angeordnet und interaktiv
erschlossen
Quelle: Visible Body – Muskulatur Premium
ANIMATIONEN IN 3D
Dreidimensionalität
•  Komplexere räumliche Beziehungen darstellbar (Raum statt Fläche)
•  Verdeckungen und Verkürzungen entlang der Tiefenachse
Wenn ohne Informationsverlust in Fläche darstellbar, dann 2D
bevorzugen
Mehrere Ansichten anbieten, um Verdeckungen / Verkürzungen
zu kompensieren
ANIMATIONEN IN 3D
Bewegte Kamera
•  Funktionen:
•  Vollständigkeit der Ansicht
•  Optimierte Blickpunkte (kanonische Perspektiven)
•  Aufmerksamkeitssteuerung
•  Dekorativer „Augenkitzel“
Nur didaktisch sinnvolle Kamerabewegungen
Kamerabewegungen statt Filmschnitte
Auf Tempo und Prozessabstimmung achten
ANIMATIONEN IN 3D
Lernerkontrolle der Animation
•  Zeitliche Parameter: Start/Stopp, Vorwärts/Rückwärts,
Abspielgeschwindigkeit
•  Räumliche Parameter: Zoom-in/out, Kameraschwenk/fahrt, Auswahl
definierter Blickpunkte
•  Steuerungsmöglichkeiten werden von Lernern spontan genutzt
•  Zusätzliche kognitive Belastung, Gefahr suboptimaler Blickpunkte
•  Lernervoraussetzungen: hohes räumliches Vorstellungsvermögen,
angemessene Nutzungsstrategien
Sinnvoll beschränkte Auswahl an Kontrollmöglichkeiten in
Abhängigkeit von Inhalt und Lernerkompetenzen
ANIMATIONEN IN 3D
Monoskopische oder stereoskopische Darbietung?
•  Differenz 2D-2.5D ist größer als Differenz 2.5D-3D
•  Höhere Immersivität bei stereoskopischer Darbietung
•  Nachteile: Aufwendigere Hardware-Technologie, Stereoblindheit,
Augen/Kopfschmerzen
•  Empirisch bisher nur geringe Unterschiede bei lernbezogenen
Indikatoren
Lernbezogene Kosten-Nutzen-Relation für stereoskopische
Animationen beachten
ANIMATIONEN IN 3D
Fazit
•  Breits Spektrum von Typen und Gestaltungsmöglichkeiten
•  Hoher technischer und zeitlicher Aufwand
•  Weniger ist mehr: Von 2D zu 3D monoskopisch zu 3D
stereoskopisch zu interaktiv muss jeweils didaktisch begründet sein
•  Congruence Principle: Struktur und Inhalt einer Darstellung sollten
der gewünschten Struktur der mentalen Repräsentation bei den
Lernern entsprechen
•  Apprehension Principle: Darstellung sollte angemessen
wahrnehmbar und verstehbar sein
ANIMATIONEN IN 3D
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
m.lachmair@iwm-tuebingen.de
s.schwan@iwm-tuebingen.de

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Animationen und 3D-Content – was ist bei der Gestaltung zu berücksichtigen? (Slides: Prof. Dr. Stephan Schwan und Dr. Martin Lachmair)

  • 1. Animationen in 3D Dr. Martin Lachmair & Prof. Dr. Stephan Schwan
  • 2. ANIMATIONEN IN 3D •  Dreidimensional •  Komplexe Kamerabewegungen •  Komplexe Beleuchtungseffekte •  Wechselnde Betrachterperspektiven •  Wechselnde Betrachterdistanzen •  Zeitsprünge •  Sparsame Verwendung von Texteinblendungen (Immersion statt Multimedia) Quelle: yourgenome.org Quelle: teacher‘s pet
  • 3. 3D ≠ 3D? 03.07.17 •  Screenshot vs. Clip
  • 4. 3D ≠ 3D? 03.07.2017 •  Psychologische/Perzeptuelle Aspekte: •  Höhenkonstanz •  Farbkonstanz •  Komplexerer Inhalt => komplexere Schnittstellen? •  Gestenbasierte Interaktion durch neue Interfaces (touch) •  natürlicher/intuitiver, aber: was ist intuitiv? •  Höherer kognitiver Aufwand? •  2D Bildschirm ungeeignetes Medium für 3D ?
  • 5. VIRTUAL REALITY •  Immersion: Gefühl “man ist da/ mittendrin!” •  Direkter Kontakt mit Inhalten => intensivere Erfahrung •  Benötigt wird: •  Hardware: •  VR-System (HTC, Oculus, GearVR, Daydream…) •  Evtl. Game-PC •  Raum •  Software: •  3D Modellierung •  Präsentationsplatform (game-engine) •  Skripting (z.B. C#, Visual Studio) •  Personal mit entsprechenden Skills 03.07.2017
  • 6. 3D MODELLIERUNG (WINDOWS) •  Blender •  Open source •  Ungewöhnliches interface •  Steile Lernkurve? •  3ds max •  Sehr professionell •  Viele Optionen und Features •  teuer •  Dateiformat beachten! •  Generell: steile Lernkurven => Schulung empfohlen 03.07.2017
  • 8. PLATTFORM FÜR VR •  Verschiedene Spiele-Plattformen (game-engines): •  Unreal •  Unity •  Stingray •  Openvr (Schnittstelle) •  Unity weit verbreitet und für die meisten Anwendungen geeignet •  Plattform zur Darstellung der Modelle und Durchführung des Gameplay (Interaktionen, etc…) 03.07.2017
  • 9. UNITY: PLATTFORM FÜR VR 03.07.2017
  • 10. ANIMATIONEN IN 3D •  Dreidimensional •  Komplexe Kamerabewegungen •  Komplexe Beleuchtungseffekte •  Wechselnde Betrachterperspektiven •  Wechselnde Betrachterdistanzen •  Zeitsprünge •  Sparsame Verwendung von Texteinblendungen (Immersion statt Multimedia) Quelle: yourgenome.org Quelle: teacher‘s pet
  • 11. ANIMATIONEN IN 3D 3D – neue Möglichkeiten der Darstellung •  Gegenstand / Prozess verläuft im Raum (mit fixer Kamera) •  Betrachterperspektive und -distanz (Kamera) ändern sich im Raum •  Kombination von bewegtem Sachverhalt und bewegter Kamera •  Interaktive Steuerbarkeit von Kamera und/oder Prozess •  Einzelne flächige Standbilder werden zum Vergleich im Raum angeordnet und interaktiv erschlossen Quelle: Visible Body – Muskulatur Premium
  • 12. ANIMATIONEN IN 3D Dreidimensionalität •  Komplexere räumliche Beziehungen darstellbar (Raum statt Fläche) •  Verdeckungen und Verkürzungen entlang der Tiefenachse Wenn ohne Informationsverlust in Fläche darstellbar, dann 2D bevorzugen Mehrere Ansichten anbieten, um Verdeckungen / Verkürzungen zu kompensieren
  • 13. ANIMATIONEN IN 3D Bewegte Kamera •  Funktionen: •  Vollständigkeit der Ansicht •  Optimierte Blickpunkte (kanonische Perspektiven) •  Aufmerksamkeitssteuerung •  Dekorativer „Augenkitzel“ Nur didaktisch sinnvolle Kamerabewegungen Kamerabewegungen statt Filmschnitte Auf Tempo und Prozessabstimmung achten
  • 14. ANIMATIONEN IN 3D Lernerkontrolle der Animation •  Zeitliche Parameter: Start/Stopp, Vorwärts/Rückwärts, Abspielgeschwindigkeit •  Räumliche Parameter: Zoom-in/out, Kameraschwenk/fahrt, Auswahl definierter Blickpunkte •  Steuerungsmöglichkeiten werden von Lernern spontan genutzt •  Zusätzliche kognitive Belastung, Gefahr suboptimaler Blickpunkte •  Lernervoraussetzungen: hohes räumliches Vorstellungsvermögen, angemessene Nutzungsstrategien Sinnvoll beschränkte Auswahl an Kontrollmöglichkeiten in Abhängigkeit von Inhalt und Lernerkompetenzen
  • 15. ANIMATIONEN IN 3D Monoskopische oder stereoskopische Darbietung? •  Differenz 2D-2.5D ist größer als Differenz 2.5D-3D •  Höhere Immersivität bei stereoskopischer Darbietung •  Nachteile: Aufwendigere Hardware-Technologie, Stereoblindheit, Augen/Kopfschmerzen •  Empirisch bisher nur geringe Unterschiede bei lernbezogenen Indikatoren Lernbezogene Kosten-Nutzen-Relation für stereoskopische Animationen beachten
  • 16. ANIMATIONEN IN 3D Fazit •  Breits Spektrum von Typen und Gestaltungsmöglichkeiten •  Hoher technischer und zeitlicher Aufwand •  Weniger ist mehr: Von 2D zu 3D monoskopisch zu 3D stereoskopisch zu interaktiv muss jeweils didaktisch begründet sein •  Congruence Principle: Struktur und Inhalt einer Darstellung sollten der gewünschten Struktur der mentalen Repräsentation bei den Lernern entsprechen •  Apprehension Principle: Darstellung sollte angemessen wahrnehmbar und verstehbar sein
  • 17. ANIMATIONEN IN 3D Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit m.lachmair@iwm-tuebingen.de s.schwan@iwm-tuebingen.de