Die persönliche Fertigung mit pARam einfacher gestalten
pARam vereinfacht die Anpassung von Gegenständen mit XR-Technologie und parametrischen Designs.
― 6 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
- Bedarf an persönlicher Herstellung
- Die Rolle des Remixens
- pARam: Ein neues Tool für Anpassung
- Funktionen von pARam
- In-Situ-Interaktion
- Gestenbasierte Anpassung
- Bewertung und Schätzung
- Benutzerstudie
- Wichtige Erkenntnisse
- Vorteil des In-Situ-Designs
- Bedeutung der Flexibilität
- Einschränkungen und Herausforderungen
- Fazit
- Originalquelle
- Referenz Links
Viele Leute wollen einzigartige Dinge für sich selbst gestalten und herstellen, und neue Technologien machen das einfacher. Eine solche Technologie nennt sich Extended Reality (XR), die es Nutzern ermöglicht, digitale Designs in der realen Welt zu sehen und damit zu interagieren. Das kann besonders hilfreich für die persönliche Herstellung sein, was bedeutet, individuelle Gegenstände mit Werkzeugen wie 3D-Druckern oder Laserschneidern zu machen.
Allerdings kann das Designen für die persönliche Herstellung kompliziert sein. Oft müssen die Leute entweder komplexe 3D-Modelle von Grund auf neu erstellen oder einfache Designs verwenden, die möglicherweise nicht gut zu ihren Bedürfnissen passen. Dieser Artikel stellt ein Tool namens pARam vor, das die Macht von XR mit parametrischen Designs kombiniert, um die Anpassung einfacher zu machen.
Bedarf an persönlicher Herstellung
Die persönliche Herstellung wird durch die Verfügbarkeit erschwinglicher Fertigungsgeräte immer zugänglicher. Viele Leute besitzen jetzt 3D-Drucker oder haben Zugang zu gemeinsamen Räumen wie Makerspaces, wo sie solche Werkzeuge benutzen können. Das bedeutet, dass jeder einzigartige Gegenstände erschaffen kann, die ein Ausdruck seiner Individualität sein können.
Das Designen dieser Gegenstände kann jedoch eine Herausforderung sein. Zwei Hauptmethoden werden oft verwendet: Modellierung und Retrieval. Bei der Modellierung erstellen die Benutzer Designs, indem sie alle Details festlegen, was viel Wissen über Design und Technik erfordert. Auf der anderen Seite bedeutet Retrieval, dass man online nach bestehenden Designs sucht, aber das kann auf das verfügbare Material beschränkt sein und ist schwer zu modifizieren.
Die Rolle des Remixens
Eine Zwischenoption namens Remixen ermöglicht es den Nutzern, bestehende Designs zu nehmen und sie nach ihren Bedürfnissen zu modifizieren. Dieser Prozess ist vorteilhaft, weil er Zeit und Mühe spart im Vergleich zum Neuanfang. Customizer, das sind Schnittstellen, die es Nutzern ermöglichen, spezifische Aspekte eines Designs anzupassen, sind entstanden, um diesen Prozess zu erleichtern. Sie helfen, das Remixen einfacher zu machen, während sie dennoch Kreativität zulassen.
Allerdings haben viele bestehende Customizer Einschränkungen. Oft müssen Nutzer Masse zwischen realen Objekten und digitalen Designs übertragen, was zu Fehlern führen kann. Ausserdem müssen die Benutzer verstehen, wie Änderungen das Endprodukt beeinflussen, was kompliziert sein kann.
pARam: Ein neues Tool für Anpassung
Um diese Probleme anzugehen, haben wir pARam entwickelt, ein Tool, das es Nutzern ermöglicht, direkt in ihrer Umgebung mit parametrischen Designs über XR zu interagieren. Mit pARam können die Benutzer sehen, wie ihre Designs aussehen und funktionieren werden, in dem Kontext, wo sie verwendet werden, was die Anpassung von Gegenständen für die persönliche Herstellung einfacher macht.
pARam führt die Benutzer durch den Designprozess, ohne dass komplexe Modellierungsfähigkeiten erforderlich sind. Anstatt ein Design von Grund auf neu zu erstellen oder durch bestehende Modelle zu suchen, können Nutzer Designs in Echtzeit basierend auf ihrer Umgebung konfigurieren.
Funktionen von pARam
In-Situ-Interaktion
Ein grosser Vorteil von pARam ist, dass es Nutzern ermöglicht, mit Designs in ihrer tatsächlichen Umgebung zu interagieren. Die Nutzer können sehen, wie ein Design in ihren Raum passt, was es einfacher macht, Objekte auf ihre Bedürfnisse anzupassen. Das ist besonders wichtig, weil der physische Kontext eine bedeutende Rolle beim Design von Dingen wie Möbeln spielt.
Gestenbasierte Anpassung
Ein weiteres wichtiges Feature von pARam ist die Möglichkeit, Gesten zur Anpassung zu verwenden. Nutzer können Änderungen an einem Design vornehmen, indem sie einfach ihre Hände bewegen, Formen zeichnen oder auf bestimmte Bereiche zeigen. Das macht den Designprozess intuitiver und spannender, besonders für die, die mit traditioneller Designsoftware nicht vertraut sind.
Bewertung und Schätzung
pARam beinhaltet auch Bewertungstools, die es den Nutzern ermöglichen, zu beurteilen, wie ihre Designs in ihrer Umgebung funktionieren werden. Zum Beispiel können Nutzer die Lichtverhältnisse schätzen oder überprüfen, ob ihr Design an seinem vorgesehenen Ort stabil sein wird. Dieses frühe Feedback hilft den Nutzern, potenzielle Probleme zu vermeiden, bevor sie einen physischen Gegenstand herstellen.
Benutzerstudie
Um die Effektivität von pARam zu bewerten, haben wir eine Benutzerstudie durchgeführt, die es mit einem traditionellen Desktop-Design-Tool verglichen hat. Die Teilnehmer führten zwei Aufgaben durch: das Designen einer Bank und das Erstellen eines Lampenschirms. Sie verwendeten sowohl pARam als auch eine Desktop-Version eines ähnlichen Tools.
Die Teilnehmer schätzten die Möglichkeit, ihre Designs in Echtzeit zu sehen und wie sie in ihren physischen Raum passten, während sie pARam verwendeten. Sie fanden es auch toll, Gesten zur Anpassung zu nutzen, und empfanden die In-Situ-Bewertungsfunktionen als nützlich.
Während einige Teilnehmer das Desktop-Tool für Aufgaben bevorzugten, die präzise Masse erforderten, fanden viele das XR-Erlebnis spannender und lustiger, besonders für ästhetische Designs.
Wichtige Erkenntnisse
Vorteil des In-Situ-Designs
Die Studie zeigte, dass pARam es Nutzern ermöglicht, ihre Umgebung effektiv in den Designprozess zu integrieren. Die Teilnehmer waren zuversichtlicher, wie ihre Designs in ihren Räumen passen und funktionieren würden, was entscheidend für die erfolgreiche persönliche Herstellung ist.
Bedeutung der Flexibilität
Die Teilnehmer schätzten die Flexibilität, die pARam bietet, da sie schnelle Anpassungen durch Gesten und sofortiges visuelles Feedback ermöglichen. Diese Fähigkeit, Designs in Echtzeit einfach zu modifizieren, verlieh dem Designprozess ein dynamischeres und weniger einschüchterndes Gefühl.
Einschränkungen und Herausforderungen
Obwohl pARam viele Vorteile hat, steht es auch vor Herausforderungen. Die Nutzer hatten manchmal Schwierigkeiten mit den Eingabemethoden, besonders beim Einsatz des HoloLens-Geräts. Einige berichteten von Schwierigkeiten bei der präzisen Anpassung oder Problemen mit der Anzeige.
Fazit
Insgesamt stellt pARam einen vielversprechenden Fortschritt im Bereich der persönlichen Herstellung dar. Durch die Verbindung von XR mit parametrischem Design eröffnet es neue Möglichkeiten für Nutzer, die einzigartige Gegenstände gemäss ihren spezifischen Bedürfnissen schaffen möchten.
Während sich die Technologie weiterentwickelt, könnten Tools wie pARam es noch einfacher machen, dass mehr Menschen sich mit persönlicher Herstellung beschäftigen. Indem es die Komplexität verringert und die Kreativität fördert, kann pARam einer breiteren Zielgruppe helfen, ihre Ideen in physischer Form zum Leben zu erwecken.
Zukünftige Arbeiten werden sich darauf konzentrieren, die Eingabemethoden zu verbessern, die Auswahl an Designs in pARam zu erweitern und die Bewertungsfunktionen zu verfeinern, um die Nutzer im Designprozess besser zu unterstützen. Mit kontinuierlicher Innovation kann die Zugänglichkeit und der Spass an der persönlichen Herstellung weiter gesteigert werden, sodass Einzelpersonen Gegenstände erschaffen können, die wirklich ihre Persönlichkeiten und Bedürfnisse widerspiegeln.
Titel: pARam: Leveraging Parametric Design in Extended Reality to Support the Personalization of Artifacts for Personal Fabrication
Zusammenfassung: Extended Reality (XR) allows in-situ previewing of designs to be manufactured through Personal Fabrication (PF). These in-situ interactions exhibit advantages for PF, like incorporating the environment into the design process. However, design-for-fabrication in XR often happens through either highly complex 3D-modeling or is reduced to rudimentary adaptations of crowd-sourced models. We present pARam, a tool combining parametric designs (PDs) and XR, enabling in-situ configuration of artifacts for PF. In contrast to modeling- or search-focused approaches, pARam supports customization through embodied and practical inputs (e.g., gestures, recommendations) and evaluation (e.g., lighting estimation) without demanding complex 3D-modeling skills. We implemented pARam for HoloLens 2 and evaluated it (n=20), comparing XR and desktop conditions. Users succeeded in choosing context-related parameters and took their environment into account for their configuration using pARam. We reflect on the prospects and challenges of PDs in XR to streamline complex design methods for PF while retaining suitable expressivity.
Autoren: Evgeny Stemasov, Simon Demharter, Max Rädler, Jan Gugenheimer, Enrico Rukzio
Letzte Aktualisierung: 2024-03-14 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2403.09607
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.09607
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.
Referenz Links
- https://www.thingiverse.com/app:22
- https://tylko.com/furniture-c/
- https://www.pickawood.com/en/configurator/tables
- https://www.bullfeet.com/en/custom-sport-shoes/personalize
- https://www.shapeways.com/creator
- https://www.rhino3d.com/features/
- https://tylko.com/
- https://n-e-r-v-o-u-s.com/cellCycle/
- https://www.thingiverse.com/thing:13505
- https://www.thingiverse.com/thing:421886
- https://www.thingiverse.com/thing:2638924
- https://www.microsoft.com/en-us/hololens
- https://github.com/microsoft/MixedRealityToolkit-Unity
- https://www.archimatix.com/
- https://www.grasshopper3d.com/
- https://github.com/HiromuKato/MRTK_HKSample
- https://ultimaker.com/3d-printers/s-series/ultimaker-2-connect/
- https://www.shapertools.com/en-us/origin
- https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura/
- https://www.autodesk.com/support/technical/article/caas/tsarticles/ts/3yg7zznS94MHNDG7KMV8Qg.html