3D im Web [Teil01]

Im April 2000 wurde die werkraum GmbH als Agentur mit dem Ziel gegründet 3D ins Web zu bringen, also die Darstellung von 3D-Inhalten für die breite Masse ohne größere Barrieren. Technologisch waren wir damals noch weit von den heutigen Möglichkeiten entfernt, erste Lichtblicke allerdings schon deutlich sichtbar. Warum es also nicht einfach ausprobieren...

VRML

VRML war damals das Schlagwort. Das offene Format VRML 2.0 wurde bereits 1997 spezifiziert und nach kleineren Änderungen als VRML97-ISO 14772 Standard festgeschrieben. Es hatte also schon ein paar Jahren auf dem Rücken als wir die ersten Tests im Jahre 2000 damit durchführten. VRML konnte mit Plugins in den damals gängigen Browsern IE und Netscape Navigator abgespielt werden. Problem war hierbei allerdings die fehlende Hardware-Unterstützung für 3D. Alles musste über den Hauptprozessor berechnet werden, was VRML daran hinderte den großen Durchbruch zu erzielen. Zudem war die Darstellung noch sehr weit von einer hochwertigen 3D-Darstellung entfernt. Damit war VRML gescheitert und dümpelt seither vor sicher her.

Die Diskussionen und Entwicklungen führten 2004 zu der Entwicklung des VRML-Nachfolgers X3D, der sich allerdings bis heute am Markt noch nicht etablieren konnte. Grund dafür könnte sein, dass das W3C die Weiterentwicklung übernommen hatte. Die wohl langsamste Organisation der Welt! Nicht gerade geeignet für ein innovatives Thema wie 3D im Web. Ein Problem, das bis heute anhält, war damals auch bereits vorhanden. Es gab keinen Browser, der VRML oder X3D nativ, also ohne Plugin darstellen konnte. Eine extrem hohe Barriere, speziell im B2B-Umfeld, in dem es Admins in der Regel ihren Usern verbieten, Browser-Plugins selbständig zu installieren. Aber auch im B2C-Umfeld eine enorme Hürde, wer hat schon Lust sich eine Browser-Plugin zu installieren, mal ganz davon abgesehen das die User-Experience dabei komplett über die Klinge springt.

QuickTimeVR

Schon früh gab es diverse Technologien, die nie echtes 3D beherrschten, es aber recht eindrucksvoll simulieren konnten. So wurde Anfang des Jahrhunderts QuickTime aus dem Hause Apple ein weiteres Modul beigebracht, nämlich QuickTimeVR. Damit konnte man sogn. Hotspots definieren, an denen man mit der Maus die Kamera in alle Himmelsrichtungen bewegen konnte. Somit war es dem Betrachter möglich, sich in Ruhe alles komplett dreidimensional zu betrachten. Diese Hotspots konnte man mit Fotos oder aber in unserem Fall auch mit einer 3D-Software herstellen. So entstand auch der virtuelle Rundgang der Fußballschule des SC Freiburg. Auf Basis der Pläne der Fußballschule, wurde von werkraum einerseits eine Animation erzeugt, andererseits wurden auch diverse Hotspots gerendert und mit Zwischenanimationen versehen. Auf jedem Hotspot konnte der User entscheiden, wohin er als nächstes navigieren mochte. Immerhin zwei Arten der Interaktion.

Bedingt durch die Tatsache, dass sich QuickTime auf PCs nie wirklich durchsetzen konnte, war die Verbreitung im Web auch eher problematisch. Später wurde das Thema der 3D-Hotspots zwar von Flash übernommen, QuickTime konnte hier aber nie einen echten Durchbruch erzielen. Zudem war es wie anfänglich erwähnt kein echtes 3D-Erlebnis und auf vordefinierte Hotspots beschränkt und auch wie bei VRML von einem im Browser installierten Plugin abhängig. Warten wir also weiter... der Durchbruch wird schon noch kommen!

Virtools

Mit Virtools sollte nun alles besser werden. Mit dem Tool war es möglich auf recht einfachem Weg, 3D-Daten zu integrieren, die mit einer 3D-Software wie 3D-Studio Max erstellt wurden. Die Darstellung der 3D-Inhalte im Web war wieder von einem Plugin abhängig, das eine recht geringe Verbreitung hatte. Jeder der ein 3D-Erlebnis genießen wollte war also gezwungen, das Plugin von Virtools zu installieren. Auch hier wieder das klassische Problem im B2B-Umfeld. Kaum ein Admin würde es erlauben, derartige Plugins zu installieren. Dieses Plugin beherrschte zwar die hardwaregestützte Darstellung von 3D-Inhalten, musste aber mit einer damals noch recht starken Verbreitung von Grafikkarten ohne 3D-Support zurecht kommen. Hier stellte sich Intel als Problem dar, was sich bis heute nur geringfügig geändert hat. Sehr oft kommen Grafikchips von Intel zum Einsatz, vor allem im B2B-Umfeld, die direkt auf der Hauptplatine verbaut sind und grundlegend eher für reine 2D-Office-Anwendungen konzipiert wurden. Mittlerweile können diese Lowcostchips zwar 3D, verfügen aber über recht schwache 3D-Leistung.

Die Qualität der 3D-Darstellung war bei diversen hausinternen Projekten allerdings beeindruckend, das beste Ergebnis das wir im Web bis dato mit 3D erreicht hatten. Durch das Backen der Texturen, bei diesem Verfahren werden sämtliche Schatten und Lichteffekte in der Textur abgelegt, konnte die komplette Lichtberechnung, die oftmals mehrere Stunden dauerte, in Echtzeit im Web dargestellt werden.
Für Ciba Chemicals aus Basel wurde daraufhin mit dieser Technologie ein virtueller Messestand entwickelt, mit dem der Besucher die Messe virtuell besuchen konnte inkl. diverser Informationsangebote und PDF-Dokumenten zum Download.
Bedingt durch die Tatsache, dass die Verbreitung von Virtools im Web sich sehr in Grenzen hielt und die eher schwache Programmiersprache die integriert war, konnte sich das Tool leider nie durchsetzen. 2005 wurde es von Dassault-Systems übernommen und bewegte sich ab da in eine Richtung, die für den für uns geplanten Bereich nicht mehr besonders gut passte. Damit war dieses Kapitel auch geschlossen. Warten wir also weiter...

Director3D

Im Jahr darauf, also 2001 brachte Macromedia seinem Produkt Director eine sensationelle Technologie in Zusammenarbeit mit Intel bei, nämlich Shockwave 3D! Alles andere als ein offenes Format, aber inkl. Hardware-Rendering auf der Grafikkarte und damit war es zum ersten mal möglich, schöne Texturen und Zusammenhang mit größeren 3D-Modellen anzuzeigen. Zudem war der Import aus 3D-Programmen durch Export-Plugins gewährleistet, die 3D-Produktionsstrecke zum ersten Mal überschaubar kurz.

Ein großes Problem war allerdings das Browser-Plugin, welches parallel zu Flash entwickelt wurde. Es fand bis heute keine besonders weite Verbreitung, viele Anwender musste zur Betrachtung von 3D-Inhalte dieses Plugin zuerst installieren, was vor allem im B2B-Bereich wieder ein großes Hindernis darstellte. Zudem konnten viele Extras, also wichtige Director-Erweiterungen, für das Webplugin nicht verwendet werden. Schlussendlich der komplette Showstopper!
Dank der recht umfangreichen 3D-Befehle in Lingo war es uns ab diesem Moment allerdings möglich, Windows oder Mac-Anwendungen für den Offline-Bereich zu entwickeln. Hier entstanden einige recht spannende Projekte, die mitunter heute noch aktualisiert werden. Gerade der 3D-Raumplaner wird aktuell für den asiatischen und amerikanischen Markt aktualisiert.

• Almig 3D-Raumplaner
• Rausch 3D-Gartenmöbelplaner
• Interaktiver Detailplaner rund um das Thema Schornstein
• M.I.T. & BG-BAHNEN - ELEARNING BG-BAHNEN - 3D-Animationen Gefahrenerkennung für eLearning-Software für BG-Bahnen
• MAXIT DEUTSCHLAND GMBH - 3D-DÄMMSYSTEMPLANER - Interaktiver Dämmsystemplaner in Echtzeit-3D mit ERP-Anbindung

Flash3D

Parallel zu Director lief die Entwicklung von Flash bei Macromedia an, einem Tool das anfangs belächelt wurde, sich aber von Jahr zu Jahr zum Quasi-Standard für Video und Multimedia im Web etablierte, wie es Adobe mit dem PDF-Format geglückt war. Als AS3 als Programmiersprache integriert wurde, eine komplett objektorientierte Programmiersprache, wurde das Tool für uns zunehmen spannend, es wurde auch in einige unserer Projekte eingesetzt, doch fehlt die 3D-Unterstüzung komplett, bis einige findige Entwickler die rein Software basierende Echtzeit-Render-Engine für Flash "Papervision3D" entwickelten. Es wurde im Dezember 2005 von Carlos Ulloa begonnen und 2006 erstmals veröffentlicht. Es war zunächst ausgesprochen erfolgreich und machte Flash zur wichtigsten Auslieferungsplattform für dreidimensionale Inhalte im World Wide Web, auch im B2B-Umfeld, da hier in der Regel Flash installiert war und aufgrund der vielen Sicherheitsprobleme zumeist auch in einer sehr aktuellen Version.Papervision3D nutzt nicht die heute in Flash verfügbaren Techniken zur Unterstützung von 3D-Engines, insbesondere nicht die Möglichkeit zum GPU-beschleunigten Rendering (Stage3D seit Flash Player 11, 2011). Seine historische Bedeutung liegt vor allem darin, dass es die Grundlage für Away3D war. Away3D wurde 2007 von Papervision3D abgespalten und gehört inzwischen zu den wichtigsten Open-Source-3D-Engines für Flash; es wird von Adobe als Teil des Gaming SDK publiziert.Ein wesentliches Probleme mit Away3D bzw. Flash3D war allerdings die fehlten bzw. lange Production Pipeline. In Flash gab es nicht einmal die Möglichkeit eine 3D-Szene vor der Veröffentlichung zu betrachten. So gut wie alles fand über Code statt, was Projekte aufwändig und teuer machte. Interessant ist allerdings, das noch heute, also im Jahre 2015 noch immer Flash3D-Projekt veröffentlicht werden, auch wenn es mit diesen Nachteilen behaftet ist.Der Todesstoß wurde Flash allerdings durch die fehlende Integration von Apple in iOS verpasst. Dies wurde zunehmend das Hauptargument gegen Flash, was am Ende auch dazu geführt hatte, dass Adobe die komplette Neuentwicklung, damals als Adobe FlashX benannt, stoppte.Dieses mal war der Durchbruch schon fast geschafft, wäre Apple nicht dazwischen gekommen mit der Verweigerung Flash auf iOS zu erlauben.

Wie das ganze weiter geht und mit Unity am Ende doch noch zum Erfolg wurde folgt in unserem 2. Teil!