Onderzoekers maken ontwerptool voor beweegbare 3d-prints

Onderzoekers van onder meer Harvard University hebben een tool ontwikkeld om van een 3d-model met skeletal animation, een 3d-representatie in onderdelen te printen die dezelfde bewegingen kan maken als het virtuele model.

Het is al langer mogelijk om een 3d-model uit één stuk te printen aan de hand van een virtueel object opgebouwd uit polygonen, maar de omzetting van een zogeheten skinned mesh-model naar een fysiek object met bewegende onderdelen leverde nog praktische problemen op. Een groep onderzoekers van de Harvard University, de TU Berlijn en de Cornell University heeft hiervoor nu een tool ontwikkeld.

De moeilijkheid bij de conversie is dat het virtuele skelet dat door de animators gebruikt wordt om een object of personage te laten bewegen, soms buiten de geometrie van het 3d-object komt. Daarnaast neemt het digitale skelet geen ruimte in, terwijl het 3d-printmodel gebonden is aan fysieke beperkingen.

De nieuwe tool probeert aan de hand van de bewegingsmogelijkheden van het virtuele karakter te bepalen waar de gewrichten moeten komen. Ook probeert de software om zo groot mogelijke kogelgewrichten te gebruiken, voor meer stevigheid. Om het model in een bepaalde pose te kunnen zetten, kunnen de gewrichten zo worden gemaakt dat ze meer frictie genereren. Het reliëf van de 3d-print wordt mede bepaald aan de hand van de diepte-informatie bij de textures van het virtuele model.

Gameontwikkelaars kunnen met het tooltje een fysiek model van een virtueel gamepersonage maken, om zo beter te kunnen beoordelen of er nog aanpassingen nodig zijn. Ook kan de ontwikkeling van speelgoed ermee worden versneld.

De onderzoekers hebben proefgedraaid met de game Spore, vanwege de veelheid aan vormen en bewegingsmogelijkheden, maar er is ook al een hand met bewegende vingers geprint. Voor toekomstig onderzoek willen de onderzoekers bewegende objecten uit verschillende materialen opbouwen. In de wat verdere toekomst zou het zelfs mogelijk moeten worden om modellen met geprinte elektronica te maken.

De resultaten van het onderzoek zullen op de Siggraph 2012-conferentie gepresenteerd worden. Dit evenement voor grafische professionals begint op 7 augustus.