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Whitepaper

Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
Anwendungsfelder & Chancen
[2. Version Dezember 2013]

von:
Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde,
Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
Hermann Finckh,
Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf der
deutschen Institute für Textil und Faserforschung Denkendorf

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
VDC-Whitepaper
Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Umfeld der Textilwirtschaft
 hoher Konkurrenzdruck
 schnelle Produktwechsel
 großer Variantenreichtum
 emotionale Konsumprodukte

 räumliche Trennung von
Entwurf, Produktion und Verkauf
 sehr aufwändige Berechnung für
Simulation und Visualisierung

 zahlreiche Fertigungsmethoden (Weben,
Stricken, Wirken, Flechten, …) zur
Herstellung textiler Flächen/Halbzeuge
 jeder dieser Prozesse besitzt zahlreiche
Möglichkeiten/Parameter zur Gestaltung/
Ausführung des Strukturaufbaus
 langwieriges und kostspieliges
Trial-and-Error

Bild: Adabala 2003 et al.

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

Bild: www.clo3d.com

2
VDC-Whitepaper
Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Anwendungsgebiete Virtueller Techniken im Textilumfeld
 Physikalische Simulation
- Struktursimulation
- Strömungssimulation
- textile Lichteffekte
 Virtuelle Entwicklung
- digitaler Entwurf
- Design-Evaluation

Relevante Technologien






 Textilmaschinenbau
- Handhabungstechnik
- Prozesssimulation
- Maschinenkonstruktion
- Training
 Digitale Präsentation von Textilien
- Print, Film, Web
- Sell-In, Point-of-Sales
- Augmented Reality, Haptik

Entwurfsmethoden und -werkzeuge
(CAE-)Simulationsalgorithmen
Visualisierungsalgorithmen, Computer Generated Imagery (CGI)
Material-Scanning, High-Dynamic-Range(HDR)-Materialmodelle
Product Lifecycle Management (PLM)

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

3
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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Physikalische Simulation von Textilien: Struktursimulation
 Betrachtungen auf der Mikro-Ebene
 Faden, Gewebe, Gewirk, Geflecht,…
 Verwendung mechanischer
Ersatzmodelle (zur Beschleunigung
Berechnung)

Bild: Peirce

Bild: Peirce

Bild: Peirce

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

Peirce’s
geometrisches
Gewebemodell

Peirce’s
geometrisches
Gewebemodell

Nahbetrachtung
Gewebe,
korrespondierendes
Partikel-Modell

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Physikalische Simulation von Textilien: Struktursimulation
Berechnung mechanischer
Eigenschaften von Textilien
(Verformung und
Belastung) für
unterschiedlichste
Belastungsarten
 Zug
 Scherung
 Impact
 Drapierung
 Temperatur

Simulation
einer biaxialen
Zugbelastung
(Airbaggewebe)

Simulation
der Schutzwirkung
eines textilbasierten
Splitterschutzvorhanges

Bild: ITV Denkendorf
Bild: ITV Denkendorf

Drapiersimulation
eines Aramidgewebes
Bild: ITV Denkendorf

Bild: ITV Denkendorf

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

Einzelfilamentmodell:
Simulation der
Garnkompression
bei gleichzeitiger
Zugbelastung mit ITVHybrid-Garnmodel

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Physikalische Simulation von Textilien: Strömungssimulation
 Simulation Durchfluss z. B. durch
Membranen
 Bewegung von Kleidungsstücken
in bewegtem, flüssigen Medium
(„Waschmaschinensimulator“)
 dabei Berücksichtigung starrer
Umgebungsgeometrien (Trommel etc.)
 darüber hinaus: (nicht-graphische)
Simulation des Waschprozesses selbst

Bild: RWTH Aachen AME

Simulation Durchfluss
durch Gewebe

Bild: DEM Solutions

Simulation der
Bewegung eines flexiblen
Kleidungsstücks (grün) in
einem Strömungsfeld und
Kontakt mit Festkörper

Bild: Metariver

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Simulation
Kleidungsbewegung
in Waschmaschine

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Physikalische Simulation von Textilien: Lichteffekte
 durch Einsatz lichttechnisch wirksamer
Textilien und spezieller Hinterleuchtung
können viele 3D-Effekte erzeugt werden
 Tiefenwirkung ist deutlich größer als
tatsächliche Bautiefe
 großflächige Gestaltungskonzepte ohne
Einschränkung in Gebrauch
 Markt wird beflügelt durch die rasante
Entwicklung der LED-Technologie
 hohe emotionale Wertigkeit
 Aufgabe Simulation/Visualisierung:
ergebnisgetriebenes Prototyping
der Textilien (anstelle Versuch)

Bild: ITV Denkendorf

LED-Lichtpunktleisten
erzeugen Bögen

Bild: ITV Denkendorf

Mit farbigen LEDs
erzeugte Muster

Bild: ITV Denkendorf

Einbauten im
Ausstellungskontext:
Denkendorfer
Kreativkolloquium 2010

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung
Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Virtuelle Entwicklung: Fashion-Entwurf
Prozess Fashion-Prototyping
 Full Body Scan /
Reihenmessungen
 Entwurf/Definition (CAD)
 Nähen/Herstellung
 Kleidungssimulation
 Bewegungsdefinition
(Mocap)
Bild: clo3D
 virtuelle Fashion Show

Bild: C-DESIGN

Bild: Bronzwear

Bronzwear
V-Styler

clo3d

Bild: Virtual Fashion

Virtual Fashion
Basic 1.0

C-DESIGN
Fashion

Bild: Tuka

TUKA3D

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung
Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Virtuelle Entwicklung: Fashion-Entwurf

Bild: Human Solutions

CAD Assyst:
Schnittentwicklung für
Kleid. Anschließend
Übernahme der
Schnittdaten für
Visualisierung.
Änderungen im 2D
werden online nach 3D
übernommen

Bild: Human Solutions

Anzeige Körperabstand
in Fehlfarben: Sitz des
Bekleidungsstücks am
Körper

Bild: Human Solutions

Entwurf – CAD
 Schnittmustererzeugung
 Abgleich mit digitalen
Menschmodellen,
die auf der Basis von
Länder-spezifischen
Reihenmessungen
erstellt wurden
 Überprüfung Form, Sitz,
Musterverlauf, Körperabstand

Scanatare auf Basis
Reihenmessung iSize,
Angabe Körpergröße,
Nationalität

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung
Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Virtuelle Entwicklung: Designevaluation Fashion
3D-Visualisierung
 direkte Übernahme der
3D-Daten aus dem CAD
 Materialzuweisung
 realistische Visualisierung;
Tendenz Photorealismus
 Faltenwurf
 Qualitätssicherung: Vergleich
möglich zwischen realem und
digitalem Musterteil
 erste Möglichkeiten zur Inszenierung

Bild: Human Solutions

Simulation Faltenwurf:
Zusammenspiel
Schnitt, Stoff, Körper

Bild: Human Solutions

Qualitätssicherung:
Vergleich digitaler
Entwurf und realer
Prototyp

Bild: Human Solutions

Inszenierung der
Bekleidungsstücke:
Kombination und
Hintergrund

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung
Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Virtuelle Entwicklung: Designevaluation Fashion - Inszenierung
 die virtuelle Fashion-Show bietet
verschiedene Möglichkeiten
von der Diskussion des Entwurfs
bis hin zu Web-Marketing
(damit im Thema “Präsentation”
einzuordnen)
 die physische Bühne kann durch
eine virtuelle mit nahezu
unbegrenzten Möglichkeiten
ersetzt werden

Bild: IRGP der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

Bild www.clo3d.com

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Virtueller
Laufsteg

Virtueller
Laufsteg

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2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Handhabungstechnik
Untersuchung Funktionsmechanismen als
Grundlage für die Entwicklung neuer,
verbesserter Produkte und Verfahren
 Detailentwurf des
Gewebe-Herstellverfahrens
 Abbildung dynamischer Lastfälle
 Fadenbruch: Beanspruchungsberechnung/-abschätzung

Bild: ETH Zürich

Bild: ITV Denkendorf

Bild: ITV Denkendorf

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

Technische Modellierung
eines Fadens im Prozess:
statische und dynamische
Last

Simulation der
Maschenbildung

Simulation von
Multiaxialwirken

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Handhabungstechnik

Wickel- und
Schrumpfvorgänge
ITV-SpulenGenerierungssimulation:

Bilder: ITV Denkendorf

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

Fadenlagen werden
zunächst näherungsweise durch eine
mathematische Funktion
beschrieben. Bei der
anschließenden
Schrumpfsimulation
kommen die Fadenlagen
aufeinander zu liegen
und pressen die Hülse
zusammen.

13
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2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Prozesssimulation










Virtual Prototyping
Simulation textiler Herstellungsprozesse:
Gewebeherstellung
Flechten
Multiaxialgewirke
Wickeln
Drapieren
Infiltration (Faserverbund)
…

Bild: reden

Bild: ITV Denkendorf

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Simulation
Flechten

Prozesssimulation
Aramidgewebe aus
Multifilamentgarnen

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Textilmaschinenbau: Prozesssimulation

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Dargestellte Prozesssimulation: Herstellung eines
Drehergewebes (Markissenstoff ). Basis für noch komplexere
Prozesssimulationen wie Multiaxialweb- bzw.
Stickwebtechnologie „Open Reed Weaving“

Bilder: ITV Denkendorf

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Maschinenkonstruktion
Überprüfung Funktionsweise
Digital Mock-Up
Kinematik
Kollisionen/Freigängigkeit
Physik, Steuerungstechnik
Prozess-Simulatoren:
Funktionsweise des Werkzeugs
 Beanspruchungen
 Servicebarkeit







Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO

Überblick Gesamtanlage
in VR; Teamarbeit

Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO

Abschätzung
Größenverhältnisse
Blick in sämtliche
Komponenten

Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO

Designreview in VR

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Collaborative Engineering
Virtual Design Review Textilmaschine im Team vor einer
Powerwall mit der Visual Decision Plattform (VDP) von ESI-IC.IDO

Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO

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2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Ergonomie
Ergonomie-Untersuchung
an einer Rundstrickmaschine

Bild: IRGP der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Textilmaschinenbau: Training
3D-Animation für
Trainingszwecke:
Verständnis
Nähprozess und
Funktionsweise
Nähmaschine

Bild: Lightshape

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Print


3D-Modell für High-End-Renderings: Photorealismus



Erstellung von Marketingmaterial bereits während
Produktentwicklungsprozess (Basis: digitale Prototypen)
-> Reduktion Time-to-Campaign
Vermeidung teurer Foto-Shootings an weit entfernten Orten




Bild: VDC

Fashion: realistische
Präsentation Material,
Form, Deformation
durch RTT

Möbel: Darstellung
Polster, Teppich

Produktänderungen leicht und schnell nachziehbar
Wiederverwendung der 3D-Umgebungsdaten bei Re-Designs



Bild: Wurzel-Medien

Bild: WurzelMedien



Automotive: Sitzbezüge,
Bezüge Innenraum,
realistische Farb- und
Reflexionseigenschaften

nicht nur Präsentation des Designs möglich, sondern explizit
der Technologie; Explosionsdarstellungen



schwierige Kamerapositionen einnehmbar



Transparenz, Ein-/Ausblicke: neue Einblicke bieten;
Verborgenes und Funktionsweise zeigen (etwa
Membranfunktionen)



Darstellung Zukunft / Vergangenheit; Vergleich



leichtere Geheimhaltung Prototypen

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Print

Bild: Lightshape

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Fotorealistische Innenraum-Visualisierung
für den Einsatz in Print-Broschüren

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Film
 Video-Extraktion aus 3D-Daten
 multimodale (z. B. Sound)
Zusatzinformation einsetzbar
Bild: VDC

Bild: WurzelMedien

Fashion: dynamisches
Verhalten von Kleidung

Bild: LightShape

 nutzbar auf modernen Endgeräten
(Tablet-PC, Smartphone)

Automotive: Lage, Form
und Farbe von Nähten
durch RTT

Möbel: Anreicherung
von 3D-Szenen mit
textilen Elementen

 kann durch Kunden selbst bedient/
abgerufen werden (ohne 3D-Erfahrung)
 Animationen und dynamische
Kamerafahrten

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Web


Informationsquelle mit niedriger Eintrittshemmschwelle
(anonymes Informieren möglich)



multimodale Zusatzinformation auf neuen
Endgeräten (Tablet-PC, Smartphone)



kann durch Kunden selbst bedient/abgerufen werden



Web-Konfiguratoren: Ableitung von Statistiken
zu beliebtesten Varianten



virtueller Kundendialog: Aufnahme weiterer Wünsche

Bild: bitmanagement

Integration mit Auftragssystem
(Lieferfähigkeit, -zeitpunkt)



Möbel:
Web-3D-Konfigurator

Zugang beschränkbar für Nutzergruppen: Exklusivität



Fashion:
Web-3D-Konfigurator

interaktive (einfache) Produkt-Konfiguratoren



Bild: bitmanagement

Marktforschung: virtuelle Produkttests. Variantenvergleiche im Vorfeld der Erstellung physischer,
haptischer Prototypen (Ausdünnung Varianten)



Bild: VDC

Automotive: Sitzbezüge,
Bezüge Innenraum:
Musterverlauf bei RTT

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Film & Web
Animation (offline) mehrerer
überlagerter Kleidungsschichten

Bild: WurzelMedien

3D-Visualisierung Leder
mit Strukturen bei RTT

Bild: VDC

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3D-Visualisierung
Jacke bei RTT

Bild: VDC

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Sell-In
 Sell-In: Vermarktung zum
Groß-/ Zwischenhändler
 Inszenierung
 Kombination zu neuen Outfits
 sinnvoll wenn es viele Varianten oder
Modelle mit Kunden oder innerhalb
des Unternehmens abzustimmen gilt
 gesamte Kollektion als Musterteile zu
produzieren zu aufwändig

Bild: VDC

Bild: VDC

Bild: VDC

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

3D-Visualisierung
Schuhkollektion
Adidas durch RTT

verschiedene
Outfit-Visualisierungen
durch RTT

3D-Darstellung
Kollektion im
Shop durch RTT

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: POS
Point-of-Sales (POS): Shop-Lösungen
interaktive Präsentation des Produkts
gemeinsames Verständnis sichern
einfaches Zeigen von Varianten
Produkt virtuell in Benutzung zeigen
Steigerung Informationsdichte,
insbes. verständliche Darstellung
auch komplexer Zusammenhänge
 detaillierte Einblicke bieten
 Kunde gestaltet sein spezifisches
Produkt: Produktkonfiguratoren unter
Verwendung der Expertenversion des
Konfigurators







Bild: VDC

Verkaufsförderung
Demo durch RTT

Bild: VDC

Bildschirm-Präsentation
von Textilien und
Lederwaren in Shop
oder Messe

Bild: VDC

Multimediaeinsatz
im Shopkontext

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: POS & Messen
Tridelity setzt Nikes neuen
Sportschuh Hypervenom in
Nikes Pariser Flagship Store
autostereoskopisch
in Szene

Bild: Tridelity

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Augmented Reality
 Augmented Reality: passgenaue Überlagerung Realbild
mit Computergraphik
 Web oder POS
Bild: Westfield
 „Magic Mirror“: Live-Cam-Aufnahme
des Kunden wird mit 3D-Gaphiken
(zu probierenden Kleidungsstücken)
überlagert
 Gestenerkennung für die Interaktion
(etwa Auswahl)
 individuelle Farbmustergestaltung
bei Sportschuhen (schwarz-weißer Marker
dient dient der passgenauen Referenzierung)

Virtuelle Kleidungsanprobe im Web mit
Augmented Reality

Bild: Adidas

Augmented-RealityDummy-Schuhe von
Adidas

Bild: Adidas

Magic Mirror
für Schuhprobe

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: Augmented Reality
Integration Fashion
mit Augmented Reality
und Sozialen Medien:
Überlagerung KameraBild (Person) mit
digitalem 3D-Kleid

Auswahl über Gestenerkennung

Bild: Zugara.com

Bild: Fitnect

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Digitale Präsentation von Textilien: haptische Darstellung
 Projekt HAPTEX:
- numerische Simulation Textilverhalten
- haptische Darstellung
 prototypische Entwicklung Algorithmik
 prototypische Entwicklung Ausgabegerät
 Kraftrückkopplung mittels Gelenkarmsystem
(für Eindruck texile Gesamtsteifigkeit)
 taktile Ausgabe über mechanische Stifte
(für Eindruck Fingergefühl)
 Projekt als erster Schritt;
Realismus ausbaufähig

Bild: Projekt HAPTEX

Blick auf Benutzer,
Gelenkarm und
graphische Ausgabe

Bild: Projekt HAPTEX

Blick auf Gelenkarm
und graphische Ausgabe

Bild: Projekt HAPTEX

Modul zur
taktilen Ausgabe

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Chancen des Einsatzes Virtueller Techniken für textile Anwendungen
Gesamtprozess: Vorteile
 Betonung früher Entwicklungsphasen
 weniger Iterationsschleifen
 Prozessqualität: Integration in der Fertigung zur
Simulation einer durchgängigen Prozesskette
 Innovationsfähigkeit: gut implementiert, wirken
sich 3D-Produktdaten entlang der gesamten
Wertschöpfungskette aus
 Wettbewerbsvorsprung: Vorteile durch einen
durchgängigen, PLM-basierten 3D-Prozess
 besseres Verständnis phänomenologischer
Zusammenhänge durch Simulation/Berechnung
 Befähigung Multi-Channel-Marketing

Zeit: Vorteile
 schnelle Entwicklungszyklen als aktives
Prozesselement
 frühes Ergebnisfeedback
 Zeitgewinn: schneller Austausch richtiger,
aktueller 3D-Daten beschleunigt Arbeitsschritte;
Unterbrechungen für Dateneingaben und
Wartezeiten reduziert.
 Workflow-Automatisierung: beim Vorliegen der
richtigen Daten können Abläufe automatisiert bzw.
Workflows automatisch angestoßen werden:
Zeitersparnis und Transparenz.
 parallele Prozesse: mit digitalen Prozessketten
können manche Einzelschritte parallel ablaufen
oder sich überschneiden. Dieses spart Zeit.
 Reduktion Time-to-Campaign

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Chancen des Einsatzes Virtueller Techniken für textile Anwendungen
Kosten: Vorteile
 geringere Kosten für Musterteile;
physische Mustermodelle
können ergänzt/ersetzt werden
 Grenzen des virtuellen Halbzeugs können
bzgl. seines Einsatzes analysiert werden,
ohne dass zuvor teurer und zeitaufwändig
Halbzeuge hergestellt werden müssen
 günstige Einzelprobenprüfung mit
Simulation anstatt teurer GesamtteilPrüfung
 Aktualität: alle arbeiten auf einem aktuellen
Datenmaster. Bei Änderungen in einem
späten Prozess-Schritt passen sich die Daten
automatisch an. Kommunikationsaufwand
damit geringer.
 weniger Fehlerfolgekosten durch
digitale Absicherung

Qualität: Vorteile
 Entwicklung alternativer Produktkonzepte
 Unterstützung Spezifikation des Produkts
 bessere Passform: 3D-Design bezieht Körperform ein
 höhere Funktionalität, z.B. höhere Drapierbarkeit
 gezielte Halbzeug-Auswahl entsprechend spezifischer
Bauteilanforderungen
 gezielte Untersuchung einzelner Parameter
 systematische Analyse von Randbedingungen und
Materialeigenschaften durch Simulation
 Anfassqualität: Umwelteinflüsse wie Licht und Schatten
lassen sich der Visualisierung hinzufügen
 hoher Realitätsfaktor: Abstimmung Modelle
im Team, damit leichtere Fehlererkennung
 Aktualität durch aktuelle Datenbasis: bei Änderungen in
spätem Prozess-Schritt passen sich Daten automatisch
an: weniger Fehler wegen unstimmiger Daten.

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Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Herausforderungen







Mangel an Best Practices: gute Referenzbeispiele
der Implementierung Virtueller Techniken sind kaum
öffentlich
der Einsatz Virtueller Techniken muss auf der Basis
individueller Arbeitsprozesse und individueller Ziele
auch individuell aufgegleist werden
diese Implementierung muss professionell geleitet
und begleitet werden
der Einsatz neuer Technologien bedeutet
Veränderung: neue Arbeitsabläufe, Aufgaben,
Funktionen, Verantwortlichkeiten, etc. werden sich
ergeben. Andere Funktionen können entfallen (z. B.
Produktfotographie). Mitarbeiter müssen im Sinne
eines umfassenden Change Managements
mitgenommen werden; die Geschäftsleitung muss
das Thema aktiv unterstützen

Das Virtual Dimension Center hat zum Thema
„Einführung von Virtual Reality im Unternehmen“
ein gesondertes Whitepaper verfasst, welches
Handlungsfelder, Aktivitäten und Vorgehensweisen zur Implementierung Virtueller Techniken
in den Unternehmenskontext aufzeigt.

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Zusammenfassung


zahlreiche Anwendungsbereiche Virtueller Techniken bei textilen Anwendungen



Textilbranche hat im Vergleich zu Automobil, Luft- & Raumfahrt, Maschinenbau
technologisch noch viel Potential



erhebliche Chancen: viele Felder haben bereits Marktreife:
- virtuelle Entwicklung,
- Textilmaschinenbau,
- digitale Präsentation



Einsatz physikalischer Simulation und Augmented Reality auf Projektbasis mit
Technologie-Providern möglich



Haptik und digitale Anprobe (z.B. für Online-Verkauf) noch im Forschungsstadium.
Scanner-Technologien entwickeln sich aber rasant.



Herausforderungen der Implementierung nicht trivial:
- umfassend vordenken - punktuell starten
- Prozessintegration und Unternehmenskultur (Change Management) entscheidend

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Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

Literatur
 Abadala, Neeharika, et. al.: Visualization of woven cloth. In: Per
Christensen and Daniel Cohen-Or (Editors): Eurographics Symposium
on Rendering, 2003
 Blume, Steffen: Konstruktion eines Gerätes zur Simulation von
Oberflächenstrukturen für den Einsatz in VR-Umgebungen,
Studienarbeit , Mai 2006
 Blume, Steffen: Entwicklung eines Realzeit-Deformationsmodells der
Fingerkuppe zur haptischen Kraftrückkopplung, Diplomarbeit, April
2007
 Finckh, Hermann: Prozesssimulation am ITV – Möglichkeiten für
Faserverbundstrukturen, 1. Fachkongress Composite Simulation,
Ludwigsburg, 2012
 Glöckner, Daniel: Analysis of Coupled Dynamical Systems Exemplified
by an Interactive Real-Time Simulation, Masterarbeit, Juli 2008
 Göllner, Olaf: Implementierung und Untersuchung numerischer
Algorithmen zur physikalischen Simulation auf CUDA-fähigen GPUs,
Bachelorarbeit, Mai 2009
 Hanel, Michael: Untersuchung und Implementation verschiedener
Kollisionserkennungsalgorithmen für deformierbare Körper,
Masterarbeit, August 2007
 Hunold, Jürgen: Automatisches Texturieren von Freiformflächen,
Diplomarbeit, Mai 1999
 Magnenat-Thalmann, Nadia; Volino, Pascal ; Bonanni, Ugo; Summers,
Ian R.; Bergamasco, Massimo; Salsedo, Fabio; Wolter, Franz-Erich:
From Physics-based Simulation to the Touching of Textiles: The
HAPTEX Project. In The International Journal of Virtual Reality 6
(2007), no. 3, 35-44.

 Pralle, Daniel: Parallelisierte Berechnung zur Fluiddynamik auf der Cell
B.E. Prozessorarchitektur, Masterarbeit, Juli 2009
 Preuin, Sebastian: Ein lernendes System zur taktilen Darstellung von
Textilien, Masterarbeit, August 2007
 Salsedo, F.; Fontana, M.; Tarri, F.; et al.: Architectural Design of the
Haptex System. In Proceedings of HAPTEX '05 - Workshop on Haptic
and Tactile Perception of Deformable Objects. Division of Computer
Graphics, University of Hannover, December 2005.
 Schulze, Malte: Virtual Reality Methods for Industrial Interior Design in
Automotive Engineering, Dissertation, Volkswagen AG, Virtual Reality
Lab, 2005.
 Seidl, Alexandra: Zehn Argumente für einen durchgängigen 3D-Prozess
und drei dagegen. In: fashion 03, Assyst GmbH, Aschheim-Dornach,
2012
 Vogt, Karsten: Entwicklung eines Verfahrens zur Realzeit-Simulation
von Textilien unter Verwendung von progressiven Meshs Diplomarbeit,
September 2006
 Volino, P.; Davy, P.; Bonanni, U.; Magnenat-Thalmann, N.; Böttcher, G.;
Allerkamp, D.; Wolter, F.-E.: From measured physical parameters to the
haptic feeling of fabric. In Proceedings of HAPTEX '05 - Workshop on
Haptic and Tactile Perception of Deformable Objects. Division of
Computer Graphics, University of Hannover, December 2005.

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35
VDC-Whitepaper
Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen
2. Version Dezember 2013
Übersicht

Physikalische Simulation

Virtuelle Entwicklung

Textilmaschinenbau

Digitale Präsentation

Zusammenfassung

VDC-Mitglieder und -Partner im Thema Virtuelle Textilien

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36
Das Thema interessiert Sie
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Thema Textilien am VDC:
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VDC.
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Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
Tel.: 0711 / 58 53 09-0
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www.vdc-fellbach.de

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Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen: VDC-Whitepaper

  • 1. Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen Anwendungsfelder & Chancen [2. Version Dezember 2013] von: Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde, Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Hermann Finckh, Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf der deutschen Institute für Textil und Faserforschung Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  • 2. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Umfeld der Textilwirtschaft  hoher Konkurrenzdruck  schnelle Produktwechsel  großer Variantenreichtum  emotionale Konsumprodukte  räumliche Trennung von Entwurf, Produktion und Verkauf  sehr aufwändige Berechnung für Simulation und Visualisierung  zahlreiche Fertigungsmethoden (Weben, Stricken, Wirken, Flechten, …) zur Herstellung textiler Flächen/Halbzeuge  jeder dieser Prozesse besitzt zahlreiche Möglichkeiten/Parameter zur Gestaltung/ Ausführung des Strukturaufbaus  langwieriges und kostspieliges Trial-and-Error Bild: Adabala 2003 et al. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Bild: www.clo3d.com 2
  • 3. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Anwendungsgebiete Virtueller Techniken im Textilumfeld  Physikalische Simulation - Struktursimulation - Strömungssimulation - textile Lichteffekte  Virtuelle Entwicklung - digitaler Entwurf - Design-Evaluation Relevante Technologien       Textilmaschinenbau - Handhabungstechnik - Prozesssimulation - Maschinenkonstruktion - Training  Digitale Präsentation von Textilien - Print, Film, Web - Sell-In, Point-of-Sales - Augmented Reality, Haptik Entwurfsmethoden und -werkzeuge (CAE-)Simulationsalgorithmen Visualisierungsalgorithmen, Computer Generated Imagery (CGI) Material-Scanning, High-Dynamic-Range(HDR)-Materialmodelle Product Lifecycle Management (PLM) © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 3
  • 4. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Physikalische Simulation von Textilien: Struktursimulation  Betrachtungen auf der Mikro-Ebene  Faden, Gewebe, Gewirk, Geflecht,…  Verwendung mechanischer Ersatzmodelle (zur Beschleunigung Berechnung) Bild: Peirce Bild: Peirce Bild: Peirce © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Peirce’s geometrisches Gewebemodell Peirce’s geometrisches Gewebemodell Nahbetrachtung Gewebe, korrespondierendes Partikel-Modell 4
  • 5. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Physikalische Simulation von Textilien: Struktursimulation Berechnung mechanischer Eigenschaften von Textilien (Verformung und Belastung) für unterschiedlichste Belastungsarten  Zug  Scherung  Impact  Drapierung  Temperatur Simulation einer biaxialen Zugbelastung (Airbaggewebe) Simulation der Schutzwirkung eines textilbasierten Splitterschutzvorhanges Bild: ITV Denkendorf Bild: ITV Denkendorf Drapiersimulation eines Aramidgewebes Bild: ITV Denkendorf Bild: ITV Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Einzelfilamentmodell: Simulation der Garnkompression bei gleichzeitiger Zugbelastung mit ITVHybrid-Garnmodel 5
  • 6. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Physikalische Simulation von Textilien: Strömungssimulation  Simulation Durchfluss z. B. durch Membranen  Bewegung von Kleidungsstücken in bewegtem, flüssigen Medium („Waschmaschinensimulator“)  dabei Berücksichtigung starrer Umgebungsgeometrien (Trommel etc.)  darüber hinaus: (nicht-graphische) Simulation des Waschprozesses selbst Bild: RWTH Aachen AME Simulation Durchfluss durch Gewebe Bild: DEM Solutions Simulation der Bewegung eines flexiblen Kleidungsstücks (grün) in einem Strömungsfeld und Kontakt mit Festkörper Bild: Metariver © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Simulation Kleidungsbewegung in Waschmaschine 6
  • 7. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Physikalische Simulation von Textilien: Lichteffekte  durch Einsatz lichttechnisch wirksamer Textilien und spezieller Hinterleuchtung können viele 3D-Effekte erzeugt werden  Tiefenwirkung ist deutlich größer als tatsächliche Bautiefe  großflächige Gestaltungskonzepte ohne Einschränkung in Gebrauch  Markt wird beflügelt durch die rasante Entwicklung der LED-Technologie  hohe emotionale Wertigkeit  Aufgabe Simulation/Visualisierung: ergebnisgetriebenes Prototyping der Textilien (anstelle Versuch) Bild: ITV Denkendorf LED-Lichtpunktleisten erzeugen Bögen Bild: ITV Denkendorf Mit farbigen LEDs erzeugte Muster Bild: ITV Denkendorf Einbauten im Ausstellungskontext: Denkendorfer Kreativkolloquium 2010 © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 7
  • 8. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Virtuelle Entwicklung: Fashion-Entwurf Prozess Fashion-Prototyping  Full Body Scan / Reihenmessungen  Entwurf/Definition (CAD)  Nähen/Herstellung  Kleidungssimulation  Bewegungsdefinition (Mocap) Bild: clo3D  virtuelle Fashion Show Bild: C-DESIGN Bild: Bronzwear Bronzwear V-Styler clo3d Bild: Virtual Fashion Virtual Fashion Basic 1.0 C-DESIGN Fashion Bild: Tuka TUKA3D © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 8
  • 9. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Virtuelle Entwicklung: Fashion-Entwurf Bild: Human Solutions CAD Assyst: Schnittentwicklung für Kleid. Anschließend Übernahme der Schnittdaten für Visualisierung. Änderungen im 2D werden online nach 3D übernommen Bild: Human Solutions Anzeige Körperabstand in Fehlfarben: Sitz des Bekleidungsstücks am Körper Bild: Human Solutions Entwurf – CAD  Schnittmustererzeugung  Abgleich mit digitalen Menschmodellen, die auf der Basis von Länder-spezifischen Reihenmessungen erstellt wurden  Überprüfung Form, Sitz, Musterverlauf, Körperabstand Scanatare auf Basis Reihenmessung iSize, Angabe Körpergröße, Nationalität © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 9
  • 10. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Virtuelle Entwicklung: Designevaluation Fashion 3D-Visualisierung  direkte Übernahme der 3D-Daten aus dem CAD  Materialzuweisung  realistische Visualisierung; Tendenz Photorealismus  Faltenwurf  Qualitätssicherung: Vergleich möglich zwischen realem und digitalem Musterteil  erste Möglichkeiten zur Inszenierung Bild: Human Solutions Simulation Faltenwurf: Zusammenspiel Schnitt, Stoff, Körper Bild: Human Solutions Qualitätssicherung: Vergleich digitaler Entwurf und realer Prototyp Bild: Human Solutions Inszenierung der Bekleidungsstücke: Kombination und Hintergrund © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 10
  • 11. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Virtuelle Entwicklung: Designevaluation Fashion - Inszenierung  die virtuelle Fashion-Show bietet verschiedene Möglichkeiten von der Diskussion des Entwurfs bis hin zu Web-Marketing (damit im Thema “Präsentation” einzuordnen)  die physische Bühne kann durch eine virtuelle mit nahezu unbegrenzten Möglichkeiten ersetzt werden Bild: IRGP der Hochschule Albstadt-Sigmaringen Bild www.clo3d.com © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Virtueller Laufsteg Virtueller Laufsteg 11
  • 12. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Handhabungstechnik Untersuchung Funktionsmechanismen als Grundlage für die Entwicklung neuer, verbesserter Produkte und Verfahren  Detailentwurf des Gewebe-Herstellverfahrens  Abbildung dynamischer Lastfälle  Fadenbruch: Beanspruchungsberechnung/-abschätzung Bild: ETH Zürich Bild: ITV Denkendorf Bild: ITV Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Technische Modellierung eines Fadens im Prozess: statische und dynamische Last Simulation der Maschenbildung Simulation von Multiaxialwirken 12
  • 13. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Handhabungstechnik Wickel- und Schrumpfvorgänge ITV-SpulenGenerierungssimulation: Bilder: ITV Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Fadenlagen werden zunächst näherungsweise durch eine mathematische Funktion beschrieben. Bei der anschließenden Schrumpfsimulation kommen die Fadenlagen aufeinander zu liegen und pressen die Hülse zusammen. 13
  • 14. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Prozesssimulation          Virtual Prototyping Simulation textiler Herstellungsprozesse: Gewebeherstellung Flechten Multiaxialgewirke Wickeln Drapieren Infiltration (Faserverbund) … Bild: reden Bild: ITV Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Simulation Flechten Prozesssimulation Aramidgewebe aus Multifilamentgarnen 14
  • 15. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Textilmaschinenbau: Prozesssimulation Digitale Präsentation Zusammenfassung Dargestellte Prozesssimulation: Herstellung eines Drehergewebes (Markissenstoff ). Basis für noch komplexere Prozesssimulationen wie Multiaxialweb- bzw. Stickwebtechnologie „Open Reed Weaving“ Bilder: ITV Denkendorf © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 15
  • 16. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Maschinenkonstruktion Überprüfung Funktionsweise Digital Mock-Up Kinematik Kollisionen/Freigängigkeit Physik, Steuerungstechnik Prozess-Simulatoren: Funktionsweise des Werkzeugs  Beanspruchungen  Servicebarkeit       Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO Überblick Gesamtanlage in VR; Teamarbeit Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO Abschätzung Größenverhältnisse Blick in sämtliche Komponenten Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO Designreview in VR © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 16
  • 17. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Collaborative Engineering Virtual Design Review Textilmaschine im Team vor einer Powerwall mit der Visual Decision Plattform (VDP) von ESI-IC.IDO Bild: Oerlikon/ESI-IC.IDO © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 17
  • 18. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Ergonomie Ergonomie-Untersuchung an einer Rundstrickmaschine Bild: IRGP der Hochschule Albstadt-Sigmaringen © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 18
  • 19. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Textilmaschinenbau: Training 3D-Animation für Trainingszwecke: Verständnis Nähprozess und Funktionsweise Nähmaschine Bild: Lightshape © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 19
  • 20. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Print  3D-Modell für High-End-Renderings: Photorealismus  Erstellung von Marketingmaterial bereits während Produktentwicklungsprozess (Basis: digitale Prototypen) -> Reduktion Time-to-Campaign Vermeidung teurer Foto-Shootings an weit entfernten Orten   Bild: VDC Fashion: realistische Präsentation Material, Form, Deformation durch RTT Möbel: Darstellung Polster, Teppich Produktänderungen leicht und schnell nachziehbar Wiederverwendung der 3D-Umgebungsdaten bei Re-Designs  Bild: Wurzel-Medien Bild: WurzelMedien  Automotive: Sitzbezüge, Bezüge Innenraum, realistische Farb- und Reflexionseigenschaften nicht nur Präsentation des Designs möglich, sondern explizit der Technologie; Explosionsdarstellungen  schwierige Kamerapositionen einnehmbar  Transparenz, Ein-/Ausblicke: neue Einblicke bieten; Verborgenes und Funktionsweise zeigen (etwa Membranfunktionen)  Darstellung Zukunft / Vergangenheit; Vergleich  leichtere Geheimhaltung Prototypen © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 20
  • 21. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Print Bild: Lightshape © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Fotorealistische Innenraum-Visualisierung für den Einsatz in Print-Broschüren 21
  • 22. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Film  Video-Extraktion aus 3D-Daten  multimodale (z. B. Sound) Zusatzinformation einsetzbar Bild: VDC Bild: WurzelMedien Fashion: dynamisches Verhalten von Kleidung Bild: LightShape  nutzbar auf modernen Endgeräten (Tablet-PC, Smartphone) Automotive: Lage, Form und Farbe von Nähten durch RTT Möbel: Anreicherung von 3D-Szenen mit textilen Elementen  kann durch Kunden selbst bedient/ abgerufen werden (ohne 3D-Erfahrung)  Animationen und dynamische Kamerafahrten © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 22
  • 23. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Web  Informationsquelle mit niedriger Eintrittshemmschwelle (anonymes Informieren möglich)  multimodale Zusatzinformation auf neuen Endgeräten (Tablet-PC, Smartphone)  kann durch Kunden selbst bedient/abgerufen werden  Web-Konfiguratoren: Ableitung von Statistiken zu beliebtesten Varianten  virtueller Kundendialog: Aufnahme weiterer Wünsche Bild: bitmanagement Integration mit Auftragssystem (Lieferfähigkeit, -zeitpunkt)  Möbel: Web-3D-Konfigurator Zugang beschränkbar für Nutzergruppen: Exklusivität  Fashion: Web-3D-Konfigurator interaktive (einfache) Produkt-Konfiguratoren  Bild: bitmanagement Marktforschung: virtuelle Produkttests. Variantenvergleiche im Vorfeld der Erstellung physischer, haptischer Prototypen (Ausdünnung Varianten)  Bild: VDC Automotive: Sitzbezüge, Bezüge Innenraum: Musterverlauf bei RTT © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 23
  • 24. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Film & Web Animation (offline) mehrerer überlagerter Kleidungsschichten Bild: WurzelMedien 3D-Visualisierung Leder mit Strukturen bei RTT Bild: VDC © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 3D-Visualisierung Jacke bei RTT Bild: VDC 24
  • 25. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Sell-In  Sell-In: Vermarktung zum Groß-/ Zwischenhändler  Inszenierung  Kombination zu neuen Outfits  sinnvoll wenn es viele Varianten oder Modelle mit Kunden oder innerhalb des Unternehmens abzustimmen gilt  gesamte Kollektion als Musterteile zu produzieren zu aufwändig Bild: VDC Bild: VDC Bild: VDC © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 3D-Visualisierung Schuhkollektion Adidas durch RTT verschiedene Outfit-Visualisierungen durch RTT 3D-Darstellung Kollektion im Shop durch RTT 25
  • 26. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: POS Point-of-Sales (POS): Shop-Lösungen interaktive Präsentation des Produkts gemeinsames Verständnis sichern einfaches Zeigen von Varianten Produkt virtuell in Benutzung zeigen Steigerung Informationsdichte, insbes. verständliche Darstellung auch komplexer Zusammenhänge  detaillierte Einblicke bieten  Kunde gestaltet sein spezifisches Produkt: Produktkonfiguratoren unter Verwendung der Expertenversion des Konfigurators       Bild: VDC Verkaufsförderung Demo durch RTT Bild: VDC Bildschirm-Präsentation von Textilien und Lederwaren in Shop oder Messe Bild: VDC Multimediaeinsatz im Shopkontext © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 26
  • 27. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: POS & Messen Tridelity setzt Nikes neuen Sportschuh Hypervenom in Nikes Pariser Flagship Store autostereoskopisch in Szene Bild: Tridelity © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 27
  • 28. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Augmented Reality  Augmented Reality: passgenaue Überlagerung Realbild mit Computergraphik  Web oder POS Bild: Westfield  „Magic Mirror“: Live-Cam-Aufnahme des Kunden wird mit 3D-Gaphiken (zu probierenden Kleidungsstücken) überlagert  Gestenerkennung für die Interaktion (etwa Auswahl)  individuelle Farbmustergestaltung bei Sportschuhen (schwarz-weißer Marker dient dient der passgenauen Referenzierung) Virtuelle Kleidungsanprobe im Web mit Augmented Reality Bild: Adidas Augmented-RealityDummy-Schuhe von Adidas Bild: Adidas Magic Mirror für Schuhprobe © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 28
  • 29. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: Augmented Reality Integration Fashion mit Augmented Reality und Sozialen Medien: Überlagerung KameraBild (Person) mit digitalem 3D-Kleid Auswahl über Gestenerkennung Bild: Zugara.com Bild: Fitnect © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 29
  • 30. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Digitale Präsentation von Textilien: haptische Darstellung  Projekt HAPTEX: - numerische Simulation Textilverhalten - haptische Darstellung  prototypische Entwicklung Algorithmik  prototypische Entwicklung Ausgabegerät  Kraftrückkopplung mittels Gelenkarmsystem (für Eindruck texile Gesamtsteifigkeit)  taktile Ausgabe über mechanische Stifte (für Eindruck Fingergefühl)  Projekt als erster Schritt; Realismus ausbaufähig Bild: Projekt HAPTEX Blick auf Benutzer, Gelenkarm und graphische Ausgabe Bild: Projekt HAPTEX Blick auf Gelenkarm und graphische Ausgabe Bild: Projekt HAPTEX Modul zur taktilen Ausgabe © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 30
  • 31. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Chancen des Einsatzes Virtueller Techniken für textile Anwendungen Gesamtprozess: Vorteile  Betonung früher Entwicklungsphasen  weniger Iterationsschleifen  Prozessqualität: Integration in der Fertigung zur Simulation einer durchgängigen Prozesskette  Innovationsfähigkeit: gut implementiert, wirken sich 3D-Produktdaten entlang der gesamten Wertschöpfungskette aus  Wettbewerbsvorsprung: Vorteile durch einen durchgängigen, PLM-basierten 3D-Prozess  besseres Verständnis phänomenologischer Zusammenhänge durch Simulation/Berechnung  Befähigung Multi-Channel-Marketing Zeit: Vorteile  schnelle Entwicklungszyklen als aktives Prozesselement  frühes Ergebnisfeedback  Zeitgewinn: schneller Austausch richtiger, aktueller 3D-Daten beschleunigt Arbeitsschritte; Unterbrechungen für Dateneingaben und Wartezeiten reduziert.  Workflow-Automatisierung: beim Vorliegen der richtigen Daten können Abläufe automatisiert bzw. Workflows automatisch angestoßen werden: Zeitersparnis und Transparenz.  parallele Prozesse: mit digitalen Prozessketten können manche Einzelschritte parallel ablaufen oder sich überschneiden. Dieses spart Zeit.  Reduktion Time-to-Campaign © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 31
  • 32. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Chancen des Einsatzes Virtueller Techniken für textile Anwendungen Kosten: Vorteile  geringere Kosten für Musterteile; physische Mustermodelle können ergänzt/ersetzt werden  Grenzen des virtuellen Halbzeugs können bzgl. seines Einsatzes analysiert werden, ohne dass zuvor teurer und zeitaufwändig Halbzeuge hergestellt werden müssen  günstige Einzelprobenprüfung mit Simulation anstatt teurer GesamtteilPrüfung  Aktualität: alle arbeiten auf einem aktuellen Datenmaster. Bei Änderungen in einem späten Prozess-Schritt passen sich die Daten automatisch an. Kommunikationsaufwand damit geringer.  weniger Fehlerfolgekosten durch digitale Absicherung Qualität: Vorteile  Entwicklung alternativer Produktkonzepte  Unterstützung Spezifikation des Produkts  bessere Passform: 3D-Design bezieht Körperform ein  höhere Funktionalität, z.B. höhere Drapierbarkeit  gezielte Halbzeug-Auswahl entsprechend spezifischer Bauteilanforderungen  gezielte Untersuchung einzelner Parameter  systematische Analyse von Randbedingungen und Materialeigenschaften durch Simulation  Anfassqualität: Umwelteinflüsse wie Licht und Schatten lassen sich der Visualisierung hinzufügen  hoher Realitätsfaktor: Abstimmung Modelle im Team, damit leichtere Fehlererkennung  Aktualität durch aktuelle Datenbasis: bei Änderungen in spätem Prozess-Schritt passen sich Daten automatisch an: weniger Fehler wegen unstimmiger Daten. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 32
  • 33. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Herausforderungen     Mangel an Best Practices: gute Referenzbeispiele der Implementierung Virtueller Techniken sind kaum öffentlich der Einsatz Virtueller Techniken muss auf der Basis individueller Arbeitsprozesse und individueller Ziele auch individuell aufgegleist werden diese Implementierung muss professionell geleitet und begleitet werden der Einsatz neuer Technologien bedeutet Veränderung: neue Arbeitsabläufe, Aufgaben, Funktionen, Verantwortlichkeiten, etc. werden sich ergeben. Andere Funktionen können entfallen (z. B. Produktfotographie). Mitarbeiter müssen im Sinne eines umfassenden Change Managements mitgenommen werden; die Geschäftsleitung muss das Thema aktiv unterstützen Das Virtual Dimension Center hat zum Thema „Einführung von Virtual Reality im Unternehmen“ ein gesondertes Whitepaper verfasst, welches Handlungsfelder, Aktivitäten und Vorgehensweisen zur Implementierung Virtueller Techniken in den Unternehmenskontext aufzeigt. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 33
  • 34. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Zusammenfassung  zahlreiche Anwendungsbereiche Virtueller Techniken bei textilen Anwendungen  Textilbranche hat im Vergleich zu Automobil, Luft- & Raumfahrt, Maschinenbau technologisch noch viel Potential  erhebliche Chancen: viele Felder haben bereits Marktreife: - virtuelle Entwicklung, - Textilmaschinenbau, - digitale Präsentation  Einsatz physikalischer Simulation und Augmented Reality auf Projektbasis mit Technologie-Providern möglich  Haptik und digitale Anprobe (z.B. für Online-Verkauf) noch im Forschungsstadium. Scanner-Technologien entwickeln sich aber rasant.  Herausforderungen der Implementierung nicht trivial: - umfassend vordenken - punktuell starten - Prozessintegration und Unternehmenskultur (Change Management) entscheidend © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 34
  • 35. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung Literatur  Abadala, Neeharika, et. al.: Visualization of woven cloth. In: Per Christensen and Daniel Cohen-Or (Editors): Eurographics Symposium on Rendering, 2003  Blume, Steffen: Konstruktion eines Gerätes zur Simulation von Oberflächenstrukturen für den Einsatz in VR-Umgebungen, Studienarbeit , Mai 2006  Blume, Steffen: Entwicklung eines Realzeit-Deformationsmodells der Fingerkuppe zur haptischen Kraftrückkopplung, Diplomarbeit, April 2007  Finckh, Hermann: Prozesssimulation am ITV – Möglichkeiten für Faserverbundstrukturen, 1. Fachkongress Composite Simulation, Ludwigsburg, 2012  Glöckner, Daniel: Analysis of Coupled Dynamical Systems Exemplified by an Interactive Real-Time Simulation, Masterarbeit, Juli 2008  Göllner, Olaf: Implementierung und Untersuchung numerischer Algorithmen zur physikalischen Simulation auf CUDA-fähigen GPUs, Bachelorarbeit, Mai 2009  Hanel, Michael: Untersuchung und Implementation verschiedener Kollisionserkennungsalgorithmen für deformierbare Körper, Masterarbeit, August 2007  Hunold, Jürgen: Automatisches Texturieren von Freiformflächen, Diplomarbeit, Mai 1999  Magnenat-Thalmann, Nadia; Volino, Pascal ; Bonanni, Ugo; Summers, Ian R.; Bergamasco, Massimo; Salsedo, Fabio; Wolter, Franz-Erich: From Physics-based Simulation to the Touching of Textiles: The HAPTEX Project. In The International Journal of Virtual Reality 6 (2007), no. 3, 35-44.  Pralle, Daniel: Parallelisierte Berechnung zur Fluiddynamik auf der Cell B.E. Prozessorarchitektur, Masterarbeit, Juli 2009  Preuin, Sebastian: Ein lernendes System zur taktilen Darstellung von Textilien, Masterarbeit, August 2007  Salsedo, F.; Fontana, M.; Tarri, F.; et al.: Architectural Design of the Haptex System. In Proceedings of HAPTEX '05 - Workshop on Haptic and Tactile Perception of Deformable Objects. Division of Computer Graphics, University of Hannover, December 2005.  Schulze, Malte: Virtual Reality Methods for Industrial Interior Design in Automotive Engineering, Dissertation, Volkswagen AG, Virtual Reality Lab, 2005.  Seidl, Alexandra: Zehn Argumente für einen durchgängigen 3D-Prozess und drei dagegen. In: fashion 03, Assyst GmbH, Aschheim-Dornach, 2012  Vogt, Karsten: Entwicklung eines Verfahrens zur Realzeit-Simulation von Textilien unter Verwendung von progressiven Meshs Diplomarbeit, September 2006  Volino, P.; Davy, P.; Bonanni, U.; Magnenat-Thalmann, N.; Böttcher, G.; Allerkamp, D.; Wolter, F.-E.: From measured physical parameters to the haptic feeling of fabric. In Proceedings of HAPTEX '05 - Workshop on Haptic and Tactile Perception of Deformable Objects. Division of Computer Graphics, University of Hannover, December 2005. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 35
  • 36. VDC-Whitepaper Virtuelle Techniken in textilen Anwendungen 2. Version Dezember 2013 Übersicht Physikalische Simulation Virtuelle Entwicklung Textilmaschinenbau Digitale Präsentation Zusammenfassung VDC-Mitglieder und -Partner im Thema Virtuelle Textilien © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 36
  • 37. Das Thema interessiert Sie und Sie suchen nach Umsetzungspartnern? Sprechen Sie mit uns. Thema Textilien am VDC: http://www.vdc-fellbach.de/wissen/branchen/virtual-reality-textil VDC. Netzwerk für Virtuelles Engineering. Virtual Dimension Center (VDC) Auberlenstr. 13 70736 Fellbach Tel.: 0711 / 58 53 09-0 info@vdc-fellbach.de www.vdc-fellbach.de © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 37