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3D-MODELLIERUNG
THEORIE
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Modelle und ihre Eigenschaften
Modelle (lat.: modulus: Maß, Maßstab, Einheit) sind seit jeher ein Werkzeug verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen, um komplexe Phänomene zu erklären, zu verstehen, vorherzusagen oder zu simulieren. Die als Arbeitsinstrumente eingesetzten Modelle werden dabei aus den unterschiedlichsten Gründen eingesetzt und dienen den verschiedensten Methoden und Zwecken. Herbert Stachowiak diskutierte 1973 in seiner "Allgemeinen Modelltheorie" den Modellbegriff ausführlich. Die von ihm formulierten Modelleigenschaften sind bis heute in der Wissenschaft gültig. Diese sind das Abbildungsmerkmal, das Verkürzungmerkmal sowie das pragmatisches Merkmal. Auch die dreidimensionalen Geschwister entsprechen diesen Zwecken und Merkmalen.
Die Unterscheidung des Modellbegriffs in die Bereiche „Models of“ und „Models for“ nach Gouvea und Passmore, stellt eine zentrale Verdeutlichung des ebenso breiten wie unterschiedlichen Anwendungsbereichs dar. Die Zielsetzung des Modells muss also früh im Prozess bekannt sein. Das Model of beschreibt dabei die eindeutige Zuordnung eines Modells zu einem realen Sachverhalt oder einem analogen Artefakt. Insbesondere spiegelt sich hier Stachowiaks Abbildungsmerkmal wider: "Modelle sind immer Modelle von etwas". Beim Model for hingegen steht die Verwendung und der Nutzen des Modells im Vordergrund, der durch das Modell verständlich und nachvollziehbar gemacht wird.
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Ein Unterschied
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Der Plan zur Umsetzung
Für die Erstellung der 3D-Modelle verfolge ich meinen für vielschichtige Artefakte erarbeiteten Erstellungsprozess. Dieser ermöglicht es die Prinzipien des Erkenntnisprozess miteinzubeziehen, um so ein für die Technikgeschichte adäquates 3D-Modell erstellen zu können. Der iterative Prozess unterteilt sich in die zwei Dekonstruktionsphasen, zwei Reduktionsphasen und die Aggregationsphase. Die menschliche Interpretation von Quellen und Daten ist während des gesamten Prozesses essenziell.
Für die 3D-Modellierung eines vielschichtigen Artefaktes sind Informationen zum inneren Aufbau, als auch zur äußeren Erscheinung notwendig. Für die äußere Erscheinung wird ein Digitalisat mit Hilfe von Photogrammetrie erstellt. So kann die tatsächlich Oberflächentextur in einem High-Poly to Low-Poly Vorgang übernommen. Die Informationen zum inneren Aufbau werden aus technischen Zeichnungen bzw. Maßangaben gewonnen.
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Innen und Außen
SECHS PHASEN
Dekonstruktionsphase I
In einer ersten Phase wird das Gesamtsystem betrachtet. Das technische Artefakte kann ein Zusammenschluss aus verschiedenen Subsystemen sein. Die Subsysteme werden extrahiert, um einen Überblick über die Komplexität sowie über Kopplungseffekte und Abhängigkeiten zu erhalten.
Reduktionsphase I
In der zweiten Phase findet die erste bewusste Reduktion der Realität statt. Anhand der definierten Zielsetzung können Subsysteme, welche für die Erreichung des Ziels nicht notwendig sind, gekürzt werden. Die Reduktion ermöglicht eine erste Vereinfachung.
Dekonstruktionsphase II
In der dritten Phase werden die übrigen Subsysteme mit Hilfe der technischen Dokumentation weiter in sinnvolle, nachvollziehbare und für den technikhistorischen Erkenntnisprozess wichtige Einzelbauteile aufgebrochen. Um ein vielschichtiges 3D-Modell erstellen zu können, muss es in seinem Aufbau rekonstruiert werden. Die übergeordnete Frage dabei ist: Welche Bauteile gibt es überhaupt?
Reduktionsphase II
In dieser Phase findest die zweite Reduktion statt, um ein nachvollziehbares sowie adäquates 3D-Modell für die technikhistorische Verwendung zu ermöglichen. Dabei ist die Einbeziehung theoretischer Grundlagen unerlässlich, um nicht durch die modellspezifische Reduktion Eigenschaften des Artefakts zu verlieren, die für den Forschungsprozess notwendig sind. Dabei ist zu beachten, dass ein Modell immer für bestimmte Zwecke entwickelt wird. Es kann und soll nie alle Eigenschaften berücksichtigen, ergänzt jedoch mit Eigenschaften, die erst durch die Digitalität erreicht werden können.
Optionale Reduktionsphase
In der optionalen Reduktionsphase kann die Komplexität einzelner Bauteile verringert werden. Dies kann verschiedene Gründe haben, wie bspw. die Angemessenheit der Umsetzung.
Aggregationsphase
In der letzten Phase findet der Zusammenbau des gesamten erarbeiteten 3D-Modells mit all seinen Einzelbauteilen und Subsystemen statt. Das 3D-Modell spiegelt nun das gesetzte Ziel wider und ist bereit für die Nutzung in der VR.
