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08 Physiker, Softwareentwickler & CTO Jonas Kunze zur Verbesserung von Produktdesign Prozessen in VR

Jonas Kunze ist Gründer und CTO der flyingshapes GmbH. In unserem achten Interview gibt der technisch versierte Physiker Einblicke in die Nutzung von VR im Designprozess von Produkten – im Speziellen für die Automobilbranche. Mit seinem Unternehmen flyingshapes GmbH verbessert er den Prozess von der ersten Skizze bis zu den Prototypen durch VR. Auch wenn Unternehmen nach Anwendungen wie dieser suchen, sind die gewonnene Freiheit im dreidimensionalen Raum zu zeichnen manchmal eine Herausforderung. Jonas Kunze beschreibt hierfür optional wählbare Freiheiten und der Wechsel zwischen Dimensionalitäten als Lösung.

Der Experte

Jonas Kunze


Softwareentwickler und CTO von flyingshapes GmbH


Tech-Branche: Softwareentwicklung

Kontaktpunkte zur AR/VR:

privat

  • gelegentlich VR Gaming

beruflich

  • Tätigkeit als Gründer und Geschäftsführer von flyingshapes

  • Entwicklung einer VR-Software zur Vereinfachung von Prozessen im Produktdesign

"Für die meisten ist VR ein Darstellungsmedium. Für uns ist es ein neues, professionelles Werkzeug."

1) Aus welchem Bedürfnis heraus und mit welchen Hintergedanken haben Sie flyingshapes gegründet?

Das Ganze hat begonnen als Johannes und ich, beides ursprünglich Physiker, am CERN in Genf an verschiedenen Experimenten gearbeitet haben. Dort waren wir die Softwareentwickler unter den Physikern und haben uns viel mit der Programmierung von Grafikkarten beschäftigt. Während Johannes fertig promoviert hat, habe ich in der Zeit mein erstes Start-Up gegründet. Dieses Start-Up wurde nach einiger Zeit aber aufgelöst und ich habe nach neuen Projekten gesucht. Johannes habe ich dann auf dem Gründertreffen in Mainz wiedergetroffen.

Wir haben überlegt, dass wir etwas machen wollen, das uns Spaß macht, wofür wir brennen und das uns motiviert. Nach einer Weile war klar, dass die notwendigen Skills zur Entwicklung eines guten Produkts für Virtual Reality sehr gut zu unseren Fähigkeiten und Kompetenzen passen – und zu unserer Motivation.

2016 kamen die ersten VR Brillen der neuesten Generation auf den Markt und wir haben uns damals auch von dem Hype beeinflussen lassen. Rational betrachtet, wussten wir, dass wir mit der Technologie arbeiten wollen. Aber wir hatten noch kein Produkt. So sind wir durch Deutschland gereist und haben verschiedene Leute kennengelernt. Auf einem Hackathon kamen wir dann mit einem Transportation Designer zusammen, der uns über den klassischen Design Prozess in der Automobilindustrie aufgeklärt hat.

Zunächst legen Designer mit Stift und Papier verschiedene Skizzen an. Mit diesen versuchen sie den Design-Chef zu überzeugen. Die Designer, deren Skizzen überzeugen, bekommen einen Modelleur an die Hand. Diese Person muss nun aus der 2D-Skizze ein 3D-Modell erstellen. Hier entstehen oft Reibereien da die Skizzen häufig eher einem Escher-Gemälde entsprechen, also so gar nicht in 3D umsetzbar sind.Hier hat VR einen riesigen Vorteil. Man kann die Produkte ohne besonderes Fachwissen dreidimensional modellieren und darstellen. Man kriegt direkt ein gutes Gefühl und ein umfassendes Verständnis für das Produkt. Das fehlt im klassischen Prozess, bei dem am Bildschirm gearbeitet wird. Das perfekte dreidimensionale Verständnis kann durch die verschiedenen Ansichten in 2D nicht übermittelt werden. Als Notlösung werden u.a. in der Automobilbranche, sehr früh Prototypen mit gigantischem Aufwand hergestellt.


Wie werden Prototypen bisher hergestellt?

Das sind heutzutage bei kleinen Objekten 3D-Drucke. Bei Autos nutzt man allerdings eine Clay Modellierung. Clay ist eine Art Ton mit dem Designer durch fräsen, erhitzen und händisches Verformen ein Modell bauen, eine ziemlich klebrige Angelegenheit. Diese Modelle sind für die Autobauer wichtig, um Probleme vor der Produktion zu identifizieren. In erster Linie wird die emotionale Wirkung des Designs überprüft. Das ist allerdings ein riesiger Aufwand. Man fängt meist mit einer Eins-zu-Vier Modellierung an und geht dann am Ende zum Eins-zu-Eins Modell. Das heißt am Ende hat man ein Auto in Originalgröße aus Modellierton vor sich stehen. Die kleineren Clay Modellierungen in der Automobilbranche werden in zwei bis drei Tagen hergestellt und kosten bereits ca. 30.000 Euro. Bei der Eins-zu-Eins Modellierung sind wir dann schon im sechsstelligen Bereich und einer Arbeitszeit von bis zu zehn Tagen.

Dann wird das Ganze auch noch mit einer unfassbar teuren Lackfolie beklebt und in ein künstliches Szenario, wie z.B. mit gemalten Häuserfronten und Bäumen, gebracht. Hier wird die Wirkung des Modells, inklusive der Reflexionen auf der Oberfläche, in einem möglichst realistischen Szenario analysiert. Ein fast unglaublicher Aufwand.

Und in VR ist das ein Klick! Da kann ich Bäume und Häuserfronten integrieren und hab, zumindest optisch, das gleiche Verständnis und die gleiche Wirkung. Das einzige, was aktuell durch VR nicht imitiert werden kann ist die Haptik. Wir haben also bei der Visualisierung angesetzt und versucht ganz konkret den Designprozess in der Automobilbranche zu optimieren. Wir haben ein Produkt entwickelt, mit dem der Designer direkt in VR modellieren kann und sofort die Wirkung im Raum sieht ohne einen Prototyp physisch zu bauen. Das bedeutet der Prozess wird extrem verkürzt.


Quelle: flyingshapes GmbH



2) Welche Vorteile bietet die Modellierung in AR&VR? Welche Schwierigkeiten oder Hindernisse kommen bezüglich der Nutzung auf?

Die meisten Unternehmen sehen in VR den größten Vorteil in der Visualisierung. Neben der Visualisierung vergessen sie dabei aber einen, meiner Meinung nach noch viel wichtigeren Punkt: die Möglichkeit zur Interaktion. Durch das Aufsetzen der Brille kann ich plötzlich mit Controllern in der Hand oder tatsächlich mit Fingertracking mit den dreidimensionalen Medien interagieren. Ich erspare mir also also eine Abstraktionsebene, die ich habe, wenn ich mit Maus und Keyboard arbeite.Die Bedienung ist damit einfacher und intuitiver.

Und diese intuitive Interaktion machen wir uns zu Nutze. Klar müssen wir uns noch immer viele Gedanken darüber machen, wie man eine Anwendung intuitiv gestaltet. Das ist aber in VR um einiges einfacher als in einer 2D Anwendung. Das führt jetzt dazu, dass Designer, die bisher mit Stift und Papier gearbeitet haben, nun ohne umfangreiches technisches Know-How ein dreidimensionales Design kreieren. Gleichzeitig haben die meisten Modelleure ein hoch komplexes und umfassendes Programm genutzt. Den Modellierern wurde ein hohes technisches und mathematisches Wissen abverlangt, das an Ingenieurswissen erinnert. Dadurch gerät die Ästhetik aus dem Fokus.

flyingshapes setzt direkt am Anfang der Konzeptmodellierung an und ermöglicht, dass Designer jetzt tatsächlich direkt im Raum modellieren und Probleme erkennen. Klar, kann ich bei klassischen 3D-Programmen die Perspektive ändern. Der Unterschied ist aber das stereoskopische Sehen, also unterschiedliche Eindrücke mit dem linken und rechten Auge zu erhalten, wodurch Tiefen einsehbar sind. Und das Ganze passiert auch noch ganz natürlich durch Kopfbewegungen statt mit der Maus. Die natürlichen Bewegungen sind intuitiv und schnell.

Damit haben Sie Designern ermöglicht auf einfach Art und Weise ihre Ideen zu visualisieren. Das bedeutet nicht nur eine zeitliche Einsparung im Prozess sondern auch kostenbezogen, oder?

In der Automobilbranche ist das Design ein sehr wichtiger Punkt. Autos werden über Emotionen verkauft, welche durch das Design vermittelt werden. Gute Beispiele sind der Mini oder Porsche. Folglich setzt die Branche bei Einsparungsmaßnahmen nicht sofort am Design an. Kosten sind daher ein Vorteil, aber nicht der wichtigste Punkt.

Wichtiger an dieser Stelle ist es eine gute Qualität zu erreichen und dementsprechend wirklich gute Emotionen zu transportieren. Der ursprüngliche Prozess sieht vor, dass man viele Prototypen baut und sie an einer Masse an Konzepten testet. Automobilhersteller haben hierfür riesige Hallen, in denen sie ihre Modelle stehen haben, sie sich anschauen und entscheiden welches sie weiterentwickeln wollen und in welche Richtung sie gehen möchten.

In VR ist die Kreation von Prototypen und das Testen von unterschiedlichen Konzepten schneller möglich und ich brauche weniger Iterationen zu den finalen Produkten, weil die Iterationen selbst schon viel besser sind. Man kann diese gewonnene Zeit nun auf zwei Arten nutzen. Entweder ich spare damit Kosten ein oder ich nutze die gewonnene Zeit, um die Qualität noch weiter nach vorne zu treiben.

3) Welche Hürden existieren Ihrer Erfahrung nach immer noch für viele Unternehmen und potenzielle Nutzer zum Einsatz von AR/VR für den Designprozess? Wie unterscheidet sich Ihre Software von anderen, bereits bestehenden Anwendungen?


Generell lässt sich ja sagen, dass wir nicht das Rad komplett neu erfunden haben. Die zugrundeliegenden Ideen gibt es schon seit Jahren und wir sind auch nicht die einzigen, die darauf aufbauen. Anbieter in diesem Bereich unterscheiden sich meist durch die Fokussierung auf einen bestimmten Markt wie der Modebranche oder der Kunst, oder wie wir im Automobilbereich. Insgesamt gibt es dennoch sehr wenige. Der Grund dafür ist die Komplexität. Wir sind ein Deep Tech Start Up, das schon Jahre bevor wir ein nutzbares Produkt auf den Markt gebracht haben an der Entwicklung saß. Das Entwicklerteam besteht aus (promovierten) Physikern mit einem starken mathematischen Background, was ganz gut die Komplexität des Themas widerspiegelt. Das bildet die größte Hürde bei der Entwicklung einer eigenen Anwendung.

Die meisten bestehenden Anwendungen basieren auf zwei Prinzipien, die in den 70er oder 80er Jahren entwickelt wurden und seitdem hat sich kaum etwas geändert. Viele Entwickler fühlen sich der Komplexität nicht gewachsen.

Wie werden Unternehmen auf Ihre Lösung aufmerksam?

Die meisten Kunden suchen konkret nach einem Produkt wie unserem. Beispielsweise VW hat selbst angefangen als Test ein ähnliches Produkt zu entwickeln. Dadurch hatten sie eine klare Vorstellung davon, was sie brauchen. Basierend auf den Erkenntnissen aus der eigenen Entwicklung, sind sie dann an uns herangetreten und konnten genau formulieren, wie das Produkt auszusehen hat. Ein Autohersteller ist kein Softwareunternehmen und weiß zwar konzeptionell was es braucht , aber nicht technisch.

Welche Hürden ergeben sich bei der Anwendung?

Eine Hürde bei der Anwendung des Produkts ist der Aspekt von den Möglichkeiten überwältigt zu werden. Das klingt paradox, weil das eigentlich genau der Vorteil von VR ist. Aber im Designprozess sind es die Zeichner gewohnt, wie sie mit Stift und Papier oder Maus und Keyboard 2D bspw. eine Kurve zeichnen. Zusätzlich besitzen sie hier viele Erfahrungswerte, schließlich haben sie tausende von Stunden in ihr Handzeichnen investiert. Die Umstellung zu einer direkten 3D Zeichnung birgt daher zunächst eine Herausforderung. Man kann diesen Unsicherheiten entgegenwirken indem man den Anwender erstmal nur mit den für ihn nächstliegendsten Optionen konfrontiert. Das heißt er kann selbst entscheiden wie viele neue Funktionen er verwenden möchte, um so die beste Arbeitsumgebung für sich zu schaffen.

In der ersten Version von flyingshapes konnte man mit dem Controller im Raum klicken und hat damit eine komplexe Kurve in den Raum projiziert. Das bedeutet absolute Freiheit in der Gestaltung. Aber manchmal ist diese Freiheit nicht gewünscht. Diesem vermeintlichen Problem wirken wir entgegen, indem wir dem Nutzer verschieden Werkzeuge an die Hand geben, die ihm vertrauter sind. Das bedeutet, dass es möglich ist in manchen Schritten des Designprozesses auf eine 2D Ebene zu wechseln und dort zu zeichnen, also z.B. auf der Tischplatte. Das sind sie gewohnt, damit fühlen sie sich wohl.

Wie sehen mögliche Werkzeuge aus, um Designern den Einstieg in VR zu erleichtern?

Ein Beispiel ist die Entwicklung von Komponenten unserer Software für Logitech und dem neuen VR Ink Pilot Stift. Der Stift wird im Raum getrackt und in VR erkannt. Zeichnungen im freien Raum können direkt abgespeichert werden. Gleichzeitig besteht aber auch die Möglichkeit wie gewohnt auf dem Tisch, wie auf einem Papier oder Grafik Tablet, zu zeichnen. Das ist für den Designer eine natürliche und gewohnte Bewegung, bei der er das Gefühl der Kontrolle behält. Er kann seinen Arm wie gewohnt ablegen und die gewohnten Bewegungen ausführen. Gleichzeitig erhält er aber einen direkten Eindruck wie seine Zeichnung im Raum wirkt.


Quelle: flyingshapes GmbH

Gibt es noch andere Hindernisse bei der Integration von VR Anwendungen?

Eine weitere Hürde bildet die Anbindung an bestehende Software und die dazugehörigen Datenformate. Die verwendeten Programme unterscheiden sich von Unternehmen zu Unternehmen und auch innerhalb eines Konzerns. Bisher konnten wir auf Datenformate zurückgreifen die von den meisten Programmen unterstützt werden, dennoch sind wir natürlich darauf bedacht auch neuen Kunden eine passende Lösung anbieten zu können. Solchen Kunden bieten wir an, dass wir die für sie passende Lösung in die Software integrieren, das ist Teil unseres Geschäftsmodells.


4) Stichpunkt Corona Krise: Haben Sie persönlich Veränderungen im beruflichen oder privaten Umfeld in Bezug auf die Nachfrage nach Ihren Kursen und Ihrer Beratung hinsichtlich des Einsatzes von AR&VR bemerkt?

Wir haben definitiv eine ziemlich positive Veränderung bemerkt. Durch Corona haben die meisten Personen auf einmal im Homeoffice gearbeitet. Bei Automobildesignern ist das Arbeiten im Homeoffice fast nicht möglich. Vielen war es sogar untersagt im Homeoffice zu arbeiten oder neue Ideen zu entwerfen aufgrund des Risikos, die Idee könnte geklaut werden. Die Unternehmen sind hier sehr strikt, da sie bisher nicht das richtige Werkzeug hatten, Designs von zuhause aus an einem sicheren physischen Ort zu entwerfen und zu lagern. Eine Alternative wäre im klassischen Sinne digital zu arbeiten mit z.B. Photoshop. Aber auch hier gibt es noch keinen klaren Prozess, da die Daten unverschlüsselt auf dem Rechner liegen und sicher an den Kunden gesendet werden müssen. Von einem Kunde wissen wir, dass es über zwei Monate gedauert hat, bis die Infrastruktur vorhanden war und der Designer wieder arbeiten durfte.

Von diesem Problem haben wir extrem profitiert. Mit unserer Software bieten wir ein kollaboratives, virtuelles Designstudio an. Designer ziehen im Homeoffice eine VR-Brille auf, sehen ihre Kollegen in einem geschützten, virtuellen Raum und können mit ihnen gemeinsam Skizzen zeichnen und an Modellen arbeiten. Die Daten liegen dabei niemals auf dem Rechner des Designers, sondern werden direkt auf den schon sehr sicheren Servern des Unternehmens gespeichert.

Dies bieten andere Produkte im Bereich Design gar nicht an. Aus diesem Grund haben wir sehr viele Anfragen bekommen.

Wurde Ihre Software während Corona auch für andere kollaborative Zwecke eingesetzt?

Der Designprozess läuft üblicherweise so ab, dass die Designer ein Modell kreieren und es dann bei Design Reviews dem Management vorstellen. Während der Design Reviews vermerkt das Management dann an den entsprechenden Stellen des Modells mit einem Klebeband seine Änderungswünsche. Der Modelleur nimmt dann im Anschluss die Änderungen vor, da der Manager häufig gar nicht die benötigten Fähigkeiten hat, dies selbst zu machen.

Diesen Prozess haben wir eins-zu-eins in VR abgebildet. Der Manager kann in VR ein Tape mit seinen Änderungswünschen am Modell vermerken. Eigentlich ist das gar nicht mehr notwendig, weil der Manager durch die intuitive Bedienbarkeit die Änderungen in VR selbst vornehmen und das Ergebnis direkt sehen könnte, das Taping entspricht aber dem gewohnten Prozess. Das ist ebenfalls wieder einer der großen Vorteile von VR. Diese Design Reviews wurden durch Corona nun ebenfalls viel häufiger in VR durchgeführt.


5) Wie hoch schätzen Sie im Allgemeinen den Einfluss durch Corona für die Relevanz für AR&VR, erwarten Sie branchen-/ anwendungsspezifische Unterschiede?

Hinsichtlich der Branche und Anwendung finde ich es unabhängig von Corona zunächst erstmal wichtig, dass man hier auch eine sinnvolle Anwendung hat. Man sollte VR nicht nutzen, nur um mit dem Hype zu gehen. Auf Corona bezogen, sehe ich definitiv eine gestiegene Relevanz insbesondere für kollaborative Arbeiten, wie es bei unseren Kunden der Fall ist. Was ich persönlich jedoch nicht als sinnvoll sehe ist, wenn sich mehrere Personen in VR treffen, um hier gemeinsam auf eine PowerPoint Präsentation zu schauen. Wenn wir in Zukunft gute Mimik- und Gestikerkennung in VR haben, es noch natürlicher ist und wir keine künstlichen Avatare mehr brauchen, sehe ich das als gute Alternative. Aber momentan empfinde ich 2D Alternativen, wie z.B. Zoom als sinnvoller. Aber wenn es zum Beispiel um dreidimensionale Daten geht, an denen man kollaborativ arbeitet oder die man betrachtet (z.B. Modedesigner, Verpackungen), bietet VR schon viele Vorteile.


6) "In 5 Jahren besitzt fast jeder Haushalt VR Brillen wie z.B. heute Handys und Laptops und verwendet sie für unterschiedlichste Einsatzbereiche wie z. B. Urlaubsimulation, Einkaufen, Meetings, zur Lehre/ als Lernräume." Wie stehen Sie zu dieser Aussage?

Wenn hier XR stünde, würde ich sagen ja. Warum wir bei flyingshapes VR nutzen hat zwei Gründe: 1) VR ist auf technischer Perspektive um Welten weiter als AR. 2) in VR kann man die Außenwelt ausblenden und kann vollkommen in die eigene Tätigkeit eintauchen. Das ist in unserem Fall, dem Designprozess, ein großer Vorteil. Auf der anderen Seite bietet AR natürlich auch sehr viele Vorteile, die man mit VR nicht hat. Deshalb würde ich sagen, sobald es eine Brille gibt, die technisch so weit ist, dass man einfach zwischen VR und AR wechseln kann, sehe ich großes Potenzial, dass so eine XR Brille Handys ersetzt. Ob das schon in fünf Jahren soweit ist, darauf möchte ich mich nicht festlegen. Fünf Jahre fühlen sich für mich realistisch an, aber letzten Endes kommt es auf Forschung und Entwicklung der XR Brillen an.


Finales Statement von Jonas Kunze


Aus meiner Sicht wird VR in zu vielen Bereichen genutzt, bei denen es entweder zu früh ist, weil die Technologie noch nicht so weit ist oder wo es den Unternehmen nur darum geht, irgendetwas mit VR zu machen, um eine entsprechende Außenwirkung zu erzielen. Wie sinnvoll dieser Einsatz dann ist, darüber lässt es sich streiten, häufig schadet es aber dem Image von VR. Zum Glück gibt es genauso viele gute Beispiele auf dem Markt, bei denen der Einsatz von VR sehr viele Vorteile bietet.

Nächste Woche am #digitalthursday sprechen wir mit Silke Ababneh, CEO & Creative Director von vr4content. Silke Ababneh erzählt uns über Vorteile und Hürden der Nutzung von VR im Rahmen einer Theateraufführung.



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