AWE bringt den Longstring-Vantage ohne Umwege in die Labors der Hamilton-Kunden

svo | xep, 08. August 2022

Mit AR einen Liquid Handler im eigenen Labor aufstellen

Augmented Reality macht es möglich: Dank dieser Technik können potenzielle Kunden am anderen Ende der Welt die wahren Dimensionen eines Objektes in ihrer eigenen Umgebung erfahren. Sie können ausprobieren, wo sie es aufstellen wollen – und ob es überhaupt genügend Platz findet. Die Firma Hamilton beauftragte uns mit der AR-Umsetzung eines Gerätes namens Long String VANTAGE.

Hamilton verfügt über verschiedene Firmenstandorte in den USA und der Schweiz. Die Firma ist in der Medizintechnologie tätig. Sie stellt Lösungen für die Handhabung von Flüssigkeiten her. Unter anderem handelt es sich um Apparaturen für das automatisierte «Liquid Handling», vorwiegend für die Untersuchtung unterschiedlichster Proben. Tatsächlich waren es Hamilton-Geräte, die erstmals die Überprüfung von Blut auf Aids und Hepatits ermöglichten.

Smartphone und Tablet als AR-Vermittler

Unser Mandat lautete, bereits bestehende 3D-Daten eines Hamilton-Gerätes so zu modifizieren, dass diese sich für die Echtzeitdarstellung in AR-Applikationen eignen. Voraussetzung dabei: Die jeweiligen Anwender sollen für die Betrachtung des Modelles keine zusätzliche Applikation auf deren Mobilgerät laden müssen. Die Anzeige der Augmented Reality Inhalte soll vielmehr direkt aus dem Webbrowser gestartet werden können, um das Gerät in die eigene Umgebung zu projizieren. Dies soll potenziellen Hamilton-Kunden künftig helfen, sich die Dimensionen des Gerätes vorzustellen und es in ihren Labors zu platzieren.

Lösung bieten die beiden 3D-Szenenformate UDSZ (Apple) und glTF (Android). Sie bilden eine Art grundlegendes 3D-Format, ähnlich wie dies das JPEG-Dokument für Bilder ist. Diese Formate lassen sich in modernen Browsern ohne Umweg darstellen und für Techniken wir Augmented Reality nutzen.

Detailgetreu und doch ressourcenschonend für den Browser

Die grösste Herausforderung für unseren 3D-Artisten bestand darin, das Modell und damit sowohl die Datenmenge als auch den Performancehunger zu reduzieren, ohne dabei Detailtreue einzubüssen. Die Grenze für entsprechende Anwendungen liegt laut Google bei 70'000 Polygonen und einer Dateigrösse von 20 MB. Das Ausgangsmaterial bestand aus ca. 6.5 Millionen Polygonen.

Um das 3D-Modell für AR im Browser darstellbar zu machen, baute unser 3D-Artist komplexe Geometrien in vereinfachter Form nach und löschte unsichtbare und damit unnötige Elemente. Aus komplexeren Teilen, die erhalten bleiben mussten, weil sie charakteristisch sind für das Aussehen der Apparatur, erzeugte er Renderings, die anschliessend wieder auf einfache Geometrien projiziert wurden. Das Ziel bei diesen Prozessen war ein Maximum an Details in einem möglichst einfachen Gitternetz.

Mit UV unwrapping von 2D korrekt zu 3D

Anschliessend erzeugte unser 3D-Artist UV maps der Modellteile durch UV unwrapping. Das kann man sich so vorstellen, wie wenn man aus einem dreidimensionalen Objekt einen Bastelbogen macht, also die Elemente des Objektes auf eine Ebene auseinanderklappt und von 3D auf 2D überträgt. Durch UV unwrapping werden die Oberflächen des Objektes jeweils den richtigen Seiten der Polygone zugewiesen.

Herausforderung: Darstellung von Transparenten Objekten

Eine zusätzliche Herausforderung war, dass die wichtigsten Betriebssysteme Android (Google) und iOS (Apple) unterschiedliche 3D-Frameworks einsetzen, die mit Transparenz verschieden umgehen. Hamilton Long String VANTAGE verfügt über ein Gehäuse mit Glas. Unser 3D-Artist musste daher eine Lösung für die Elemente hinter der Scheibe finden, damit sie auf den beiden Betriebssystemen korrekt dargestellt werden.

Mit AR realistische 3D-Darstellungen im eigenen Raum

Das Endergebnis ist eine perfekte Replika des Long String VANTAGE. Hamilton teilte uns mit, dass die AR-Applikation sehr gut funktioniere und alle begeistert seien. Kunden können damit ohne jegliches Ausmessen testen, ob der Hamilton Long String VANTAGE in ihr Labor passt.

Ehrlich gesagt hatten wir im AWE-Team viel Spass dabei, die 3D-Visualisierung des Gerätes auf unseren Schreibtischen, neben der Mikrowelle in der Küche, im Sitzungszimmer oder wo auch immer zu platzieren, zu drehen und von allen Seiten zu betrachten.

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