Unreal Studio auf dem Vormarsch

Epic Games ermöglicht den Zugang zur Unreal Engine nun auch denjenigen, die beruflich sowie durch ihre Hobbys fernab der Computerspielentwicklung tätig sind. Gemeint sind unter anderem Architekten, Produktentwickler und Ingenieure aus der Industrie. Für die Zugänglichmachung der Echtzeit-Computergrafik-Technologie wurde ein Programm namens Unreal Enterprise ins Leben gerufen unter der Leitung von Marc Petit. Die zuvor genannten Berufsgruppen profitieren von Unreal Enterprise unter anderem durch eine stark erleichterte Übertragung von Konstruktionsdaten in ein Format, das von der Unreal Engine ausgelesen und dessen Inhalte möglichst originalgetreu dargestellt werden kann. Dazu gibt es für User der Unreal Engine ein Online-Schulungsportal, das exklusives Lernmaterial für Unreal Studio anbietet. Das Lernangebot wird zudem mit einem speziellen Support gedeckelt, der die letzten offenen Anliegen zum Erfolg leitet.
Unreal Studio auf dem Vormarsch
Unreal Studio auf dem Vormarsch

Was die in der Einleitung erwähnten Berufsgruppen benötigen, um von dem Unreal-Enterprise-Programm zu profitieren, ist in erster Linie ein aktives Abonnement von Unreal Studio und in speziellen Fällen einen Datasmith-Pro-Lizenzstatus. Auf der offiziellen Homepage wird zur Drucklegung noch von einer Beta-Phase gesprochen, der beigetreten werden kann. Bei einer Zusage muss nur noch die Unreal Engine installiert werden. Unter die Lupe genommen wurde Version 4.20.2. Der Abonnement-Status wird im Launch-Fenster angezeigt. Bei einem aktiven Abonnement ist nach dem Start der Engine ein weiterer Projektreiter namens Unreal Studio sichtbar. Hier findet sich der Bereich, der speziell für die erwähnten Anwendergruppen gedacht ist. Darin enthalten ist nicht nur ein Blanko-Projekt, sondern ebenfalls das Template eines Produktkonfigurators, um einen schnellen Einstieg zu ermöglichen. In der neuesten Version soll laut der Release Notes jedes Projekt als Unreal-Studio-Projekt interpretiert werden, das ausgewählt wird.

Ein wichtiger Bestandteil der Szene ist eine Kamera mit physikalischen Eigenschaften. Exposure-Werte können festgelegt und Überbelichtung in der Engine minimiert werden.
Ein wichtiger Bestandteil der Szene ist eine Kamera mit physikalischen Eigenschaften. Exposure-Werte können festgelegt und Überbelichtung in der Engine minimiert werden.

Ebenso gibt es ein Unreal-Studio-Feld. Darin enthalten sind weitere Tools innerhalb der Bibliothek des Launchers. Einerseits sind dort das Unreal Datasmith Framework sowie der Datasmith Exporter vorhanden, wobei Letzteres auf eine Homepage führt, bei der die jeweiligen Plug-in-Installer heruntergeladen werden können. Bleibt die Frage offen, was die auf Neuankömmlinge durchaus diffus wirkenden Begriffe Unreal Studio und Datasmith bedeuten und wie deren Wechselwirkung gestaltet ist.

Datenkonvertierung leicht gemacht

Das Datasmith Framework ist Teil des Unreal Studios und zuständig für die Übertragung der Datensätze der in der Einleitung erwähnten Berufsgruppen in die Unreal Engine. Ein überaus großer Teil der Anwenderinnen und Anwender der Unreal Engine widmet sich der Computerspielentwicklung, ganz gleich für welches Ausgabemedium. Mit dem Unreal-Enter­prise-Programm wurde ein Zweig aufgebaut, der dem seriösen Geschäft – dem Serious Business – eine Unreal-Engine-Version namens Unreal Studio an die Hand gibt, die es möglich macht, Datensätze aus Design- und Konstruktionssoftware auf einfachstem Wege in den Echtzeit-3D-Giganten zu überführen. Die Unterstützung der unterschiedlichen Konstruktionssoftwarepakete ist breit gefächert.
Vorab ein Blick auf das Datasmith Framework. Das besteht aus zwei Komponenten: einem Importer Framework innerhalb von Unreal Studio und einer Reihe an speziellen Exporter-Plug-ins für bestimmte Softwarepakete.
In der Version 4.20.2 unterstützt der Datasmith Exporter bereits 3ds Max und 3ds Max Design, beginnend von Version 2016 bis hin zur aktuellsten Version. Ebenso werden Sketchup wie auch Sketchup Pro unterstützt. Ist man stolzer Besitzer einer Datasmith-Pro-Lizenz, dann werden ebenfalls Deltagen von 3D Excite, Esris CityEngine und VRED unterstützt. Bei den zuvor genannten Programmen gibt es einen speziellen Data-
smith Exporter oder ein spezielles Skript, das in der Online-Dokumentation über einen Download-Link verfügbar ist.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass es sich beim Datasmith Framework um eine Reihe von symbolischen Sachbearbeitern und Übersetzern in Unreal Studio handelt, die Datensätze speziell aus Konstruktionsprogrammen entgegennehmen. Es wird eruiert, was genau in der Datei vorhanden ist, danach werden die erkannten Datensätze übersetzt und Unreal-Studio-konform in einer Szene nachgestellt. Daneben gibt es eine Vielzahl an CAD-Formaten, die nativ von Unreal Studio unterstützt werden.
Der Anhaltspunkt für den Import der Data­smith-Szenen und Konstruktionsdatensätze liegt in einem neuen Feld. Wird ein Unreal-Studio-Projekt erstellt, dann ist im Editor ein Import-Auswahlmenü an fünf Data­smith-Importern zur Auswahl verfügbar. Öffnen Anwender das Dropdown-Menü, dann werden unterschiedliche Importmodule aufgelistet.

Die Materialien in 3ds Max basieren auf dem Physical Material trotz aktiviertem Arnold Renderer. Je höher die Komplexität der Materialien ist, desto höher ist derzeit die Fehlerquote in der Konvertierung.
Die Materialien in 3ds Max basieren auf dem Physical Material trotz aktiviertem Arnold Renderer. Je höher die Komplexität der Materialien ist, desto höher ist derzeit die Fehlerquote in der Konvertierung.

Das erste Importmodul kümmert sich um den Import von den Datasmith-Szenen. Eine Datasmith-Szene kann, wie der Name vermuten lässt, nicht nur ein einzelnes Objekt beinhalten, sondern komplette Szenen. Um so eine .udatasmith-Datei zu erhalten, muss die Wirtapplikation mit einem Datasmith-Export-Plug-in ausgestattet werden.
Dazu zählen in der Basisvariante 3ds Max und 3ds Max Design sowie Sketchup wie auch Sketchup Pro. Ein weiteres Importmodul kümmert sich um den nativen Import von CAD-Datensätzen ohne eine vorherige Konvertierung durch ein Data-smith-Plug-in.
Spannend ist das Importmodul für MDL-Datensätze. Das eröffnet Anwendern die Möglichkeit, komplett eigene Materialdefinitionen zu entwickeln. Ein Zeitpunkt, der besser nicht sein könnte, da Nvidia Mitte August 2018 eine Pressemeldung veröffentlichte, in der zu lesen war, dass das MDL SDK als Open-Source-Projekt weitergeführt wird.
Sofern eine Datasmith-Pro-Lizenz vorhanden ist, können zusätzlich AxF-Daten importiert werden. Dahinter verbirgt sich ein standardisiertes Format von X-Rite, das Teil des Total-Appearance-Capture-Ecosystems ist. Daten, die der Erfassung einer bestimmten Materialdarstellung dienen, können somit plattformübergreifend genutzt werden und ermöglichen die Darstellung gleicher optischer Eigenschaften wie die der realen Materialien.
Im Rahmen der Datasmith-Pro-Lizenz können Anwender zudem auf zwei weitere Importmodule zugreifen. Eins dient dem Import von VRED-Datensätzen, das zweite ermöglicht den Import von 3D Excites Deltagen-Datensätzen.
Jedes Importmodul besitzt zudem seine ganz eigenen Importeinstellungen, die für die Nachbildung der Daten im Unreal Studio von großer Bedeutung sind.

Die Arbeit mit Datasmith

Das Besondere an der Arbeit mit Datasmith zeigt sich, während und nachdem ein Datensatz in Unreal Studio importiert wurde. Nachdem die symbolischen Sachbearbeiter und Übersetzer die Daten interpretiert haben, kommen die internen Handwerker in Unreal Studio zum Einsatz und bauen die Szene gemäß des Datasmith-Bauplans auf. Es wird eine Datasmith-Szene mit einem Datasmith-Scene-Asset-Objekt erstellt, in dem die Beschreibung der Szene hinterlegt ist.

Unreal Enterprise verspricht die Übertragung von Datensätzen aus CAD- und DCC-Anwendungen in die Unreal Engine. Laut Epic arbeitet man gerade daran, die Übertragung merklich zu verbessern.
Unreal Enterprise verspricht die Übertragung von Datensätzen aus CAD- und DCC-Anwendungen in die Unreal Engine. Laut Epic arbeitet man gerade daran, die Übertragung merklich zu verbessern.

Der Nachbau der Szene in Unreal Studio erfolgt mit Unreal-spezifischen Objekten. Materialien werden mit Unreal-Materialien so gut wie möglich nachgestellt, inklusive der Zuweisung von Texturen. Geometrie wird von den CAD-Daten abgeleitet und Einstellungen seitens der Qualität für die Triangulierung dürfen Anwender selbst wählen. Dazu wird das zuvor erwähnte Datasmith Scene Asset erstellt: ein Objekt, das quasi als das Herz des Datasmith-Workflows angesehen werden kann. In der aktuellsten Version kann das Datasmith Scene Asset so oft wie gewünscht in einem Level oder in unterschiedlichen Leveln platziert werden. Per Knopfdruck wird die darin enthaltene Szene erstellt.
Das Datasmith Scene Asset beinhaltet sämtliche Referenzen zu den Original-CAD-Daten. Nicht nur zu den Objekten selbst, sondern auch die Importeinstellungen werden in diesem Asset hinterlegt. Des Weiteren ist der zugrunde liegende Szenengraph gespeichert. Die Szenenhierarchie aller von Datasmith unterstützten Datensätze wird darin abgebildet nebst der Namenskonvention, die in der Konstruktionssoftware genutzt wurde. Darauf aufbauend können sogar Metadaten über die jeweiligen Objekte in Unreal Studio ausgelesen und verarbeitet werden. So können zusätzliche Informationen zu Bauteilen über Blueprints oder Python sichtbar gemacht werden. Zeit, anhand eines Beispiels etwas genauer auf den Datasmith-Workflow einzugehen. Die Beispielumgebung ist in erster Linie eine Szene in 3ds Max 2019.1.1, die über den aktuellsten Datasmith Exporter für Unreal Studio aufbereitet wird und als Ziel ein Produkt in Echtzeit visualisieren soll.

Hier eine Möglichkeit, wie UE ein Physical Material interpretiert und mit Shadern nachbaut. Teilweise empfiehlt es sich, die Materialien zu vereinfachen.
Hier eine Möglichkeit, wie UE ein Physical Material interpretiert und mit Shadern nachbaut. Teilweise empfiehlt es sich, die Materialien zu vereinfachen.

Die zu exportierende Szene besteht nicht nur aus einem einzelnen Objekt, sondern einer Konstruktion aus einer Vielzahl von Objekten mit einer bestimmten Hierarchie sowie Lichtquellen, einer Kamera und Materialzuweisungen. Interessant ist, dass der Datasmith Exporter den Anwender fragt, ob nur die sichtbaren oder alle Objekte in der Szene exportiert werden sollen. Ein schlankes Menü, das keinen Zeitverlust erzeugt. Die Arbeit übernimmt das Plug-in. Vorteilhaft ist, dass der Datasmith Exporter es erlaubt, selbsterstellte Kollisionsgeometrie mit dem Prefix UCX_NamedesObjekts zu exportieren und die Kollisionsgeometrie beim Import automatisch zugewiesen wird.
Diese Kollektion an Assets wird also über das Export-Plug-in in eine .udata­smith-Datei geschrieben. Als Resultat ist auf der Festplatte eine Root-Datei (udatasmith) nebst Ordner und Quelldaten enthalten. Der Import in Unreal Studio gestaltet sich ebenfalls relativ einfach. Gefragt wird, ob Geometrie, Kameras, Lichter und Materialien inklusive Texturen importiert werden sollen nebst minimaler und maximaler Light-Maps-Auflösung.
Da 3ds Max ebenfalls den Export von Konstruktionsdaten ermöglicht, wird zu Testzwecken ein CAD-Format für den Export eines Testdatensatzes genutzt. Während des Imports wird man nun mit weiteren Einstellungsinformationen konfrontiert, wobei es sich bei den neuen Parametern um eine Art Feintuning für die Konvertierung von parametrischen Modellen in triangulierte Meshes handelt.

Ein großer Vorteil von Unreal Studio ist der Direktimport von gängigen CAD-Formaten in Unreal Studio. Darunter finden sich Formate wie zum Beispiel STEP (.step), Siemens NX (.prt), SolidWorks (.sldasm, .sldprt), Rhinocerus (.3dm) und Autodesks Inventor (.iam, .ipt). Auf diese Weise können Entwickler, Ingenieure und Konstrukteure Daten direkt für den Echtzeiteinsatz in einer Präsentation aufbereiten.
Ein großer Vorteil von Unreal Studio ist der Direktimport von gängigen CAD-Formaten in Unreal Studio. Darunter finden sich Formate wie zum Beispiel STEP (.step), Siemens NX (.prt), SolidWorks (.sldasm, .sldprt), Rhinocerus (.3dm) und Autodesks Inventor (.iam, .ipt). Auf diese Weise können Entwickler, Ingenieure und Konstrukteure Daten direkt für den Echtzeiteinsatz in einer Präsentation aufbereiten.

Das Beispiel zeigt den fertigen Konstruktionsprozess eines Bauteils. Doch wie verhält sich Unreal Studio mit dem Datasmith Framework, wenn ein iterativer Prozess vonstatten geht, der bis zur Finalisierung ständigem Wandel unterzogen ist. Ganz wie es in professionellen Projekten gang und gäbe ist. Folglich müssen Anwender Daten­sätze exportieren, importieren und den Schritt oft wiederholen. Wird das Prinzip nun nicht nur allein auf ein einzelnes Bauteil übertragen, sondern auf Szenen mit immensen Graphen, dann entsteht ein großer Fluss an Datensätzen zu Unreal Studio, der stetig im Blick gehalten und aktualisiert werden muss. Und das ohne Zeit zu verlieren, da in professionellen Medienproduktionen Zeit gleichzusetzen ist mit Finanzmitteln, die aufgebracht werden müssen.
Für diesen Fall haben die Entwickler von Epic Games ihren Reimport-Workflow im CAD-Bereich weiter ausgebaut. Der standardmäßige Reimport-Workflow von Epic Games sieht vor, an bestimmten Assets per Knopfdruck eine Aktualisierung vorzunehmen. Korrekter muss es heißen: mit einem Rechtsklick und einem Linksklick zur Bestätigung der Funktion. Wichtig für aktuelle Software ist die Minimierung von Klicks. Um maximale Zeitersparnis im Bereich iterativer Prozesse zu erhalten.
Bei Datasmith gibt es per Definition zwei Möglichkeiten, einen Reimport von Datensätzen vorzunehmen: entweder auf die komplette Datasmith-Szene über das Datasmith Scene Asset oder nur bei ausgewählten Assets. Bleibt an dieser Stelle noch die Frage offen, welche Möglichkeiten Unreal Studio beinhaltet, um während dieser Update-Prozesse die Arbeit nicht zu verlieren. Gemeint ist die Arbeit in Form von Assets, die in Unreal Studio manipuliert worden sind, sowie Arbeit in Form von Einstellungen, die seitens Unreal Studio vorgenommen wurden.

Arbeitserleichterung durch Overrides

Unreal Studio ermöglicht es seinen Usern mit Overrides zu arbeiten: ein Prinzip, das aus Softwarepaketen bekannt ist, die mit File Instancing arbeiten. Das Datasmith Scene
Asset beinhaltet die Referenzen zu den Original-Assets, während Objekte für den Einsatz in Unreal Studio in Unreal Assets konvertiert werden. Die zuvor genannten Overrides ermöglichen es den Anwendern, Assets innerhalb von Unreal Studio zu manipulieren, zum Beispiel seitens der Transformation, und die vorgenommenen Transformationen überschreiben quasi die Original-Transformationseinstellungen. Mit der Besonderheit, dass solche Überschreibungen – Overrides – bei Bedarf selektiv zurückgesetzt werden können. Hierfür gibt es in den Optionen eine eigene Funktion namens Revert Overrides. Spannend ist bei den Overrides, gerade mit dem Bezug zu CAD-Daten, dass der Grad der Tesselation nachträglich verändert werden kann, ohne Daten zu verlieren. Soll heißen, dass Animationen und Effekte mit niedrig aufgelösten Daten erstellt und für den finalen Einsatz die Wunschqualitäten eingestellt werden können.
Jedes Objekt in der Unreal Engine hat Unreal-spezifische Eigenschaften. Eine der naheliegendsten dieser Eigenschaften ist die Cast-Shadow-Einstellung. Eine Einstellung, die der Engine mitteilt, ob ein Objekt Schatten werfen soll oder eben nicht. Wird eine solche Einstellung vorgenommen, dann wird das nicht als Override getrackt, sondern vielmehr als Unreal-spezifische Einstellung unabhängig gehandhabt. Im Grunde werden Überschreibungen nur an den Einstellungen möglich, die von Datasmith aus den Quelldaten ausgelesen, verarbeitet und importiert werden. Beide Verarbeitungsweisen haben ihre Vorteile. Wenn Unreal-spezifische Einstellungen vorgenommen werden, dann müssen diese nicht mühsam von Hand erneuert werden. Werden auf der anderen Seite Einstellungen vorgenommen, die für das Feintuning benötigt werden und den Überschreibungen unterliegen, dann bleiben die Overrides bei einem Reimport unangetastet.

Während die Materialien nachgebaut werden, brauchen Reflexionen einen Cube Reflection Capture Actor.
Während die Materialien nachgebaut werden, brauchen Reflexionen einen Cube Reflection Capture Actor.

Auf der anderen Seiten bleibt noch die Frage offen, was mit den Einstellungen seitens Unreal Studio passiert. Bei einer Aktualisierung werden eben nur die Daten aktualisiert, die auch in der Quelldatei vorhanden sind. Parameter, die spezifisch für Unreal Studio sind, haben mit den Quelldaten keine Verbindung und bleiben erhalten. Beispielhaft lässt sich die Funktion namens Cast Shadow näher betrachten, eine Funktion, die Unreal Studio mitteilt, ob ein Objekt einen Schatten werfen beziehungsweise für die Berechnung von Schatten in Betracht gezogen werden soll. Wird die Funktion deaktiviert, so bleibt der Zustand nach einem Reimport erhalten. So können die eingangs erwähnten Berufsgruppen ungestört an den Konstruktionsdaten arbeiten, nach und nach Updates durchführen, während die Arbeit in Unreal Studio nicht gefährdet wird.
So schön die Funktionen klingen mögen, es bedarf eines Sprungs in die Realität. Zur Drucklegung handelte es sich bei Unreal Studio noch um eine Beta-Version. Dementsprechend war das Ergebnis nicht eine Eins-zu-Eins-Darstellung der CAD-Szene in Unreal Studio. Es bedarf einer Reihe an für Unreal Studio spezifischen Nacharbeiten im Bereich des Lightings und Look Developments. Was auch Sinn macht, da vom Offline-Rendering hin zum Echtzeit-Rendering ein Sprung zwischen zwei Philosophien durchgeführt wird. An dieser Stelle hilft ein Blick in die Online-Dokumentation und in die zahlreichen Unreal-Studio-Videos, die relativ schnell Abhilfe schaffen und das Feintuning im Lighting und Look Development angenehm gestalten.

Weitere Annehmlichkeiten

Der große Vorteil bei der Nutzung von Unreal Studio ist nicht nur die große Hilfe durch das Datasmith Framework und das Product Viewer Template, sondern die zahlreichen Annehmlichkeiten, die Anwender aus den oben genannten Branchen genießen dürfen. Der Unreal Engine Marketplace ist eine Fundgrube für hilfreichen Content und Plug-ins, die die Entwicklung von interaktiven Anwendungen sehr beschleunigen, und das ohne auf Qualität zu verzichten.
Eins der berühmtesten Beispiele ist das kostenfreie Plug-in von Allegorithmic, um Substances in die Unreal Engine zu laden und dort zu nutzen. Eine Einladung, um Allegorithmics fast unerschöpfliche Materialdatenbank namens Substance Source anzuzapfen. Ein Arsenal an fotorealistischen Materialien bereit für den Einsatz. Die Community um Substances wächst stetig, und Anwender unabhängig von Allegorithmic füllen Substance Share mit Nischenmaterialien.

Der Export einer Szene aus 3ds Max wirkt selbsterklärend und lässt keinen Spielraum für Fehler offen. Das Feedback über nicht unterstützte Objekte wird am Ende des Export-Vorgangs angezeigt.
Der Export einer Szene aus 3ds Max wirkt selbsterklärend und lässt keinen Spielraum für Fehler offen. Das Feedback über nicht unterstützte Objekte wird am Ende des Export-Vorgangs angezeigt.

Im Bereich der Materialien lohnt sich ebenfalls ein Blick in die Online-Dokumentation von Unreal Studio. Dort bietet Epic Games ein kostenfreies Projekt mit dem Namen Automotive Material Pack an. Darin befinden sich PBR 21 Master-Materialien sowie 75 Materialinstanzen von Epics McLaren-Demo aus dem Jahre 2016 von der GDC, der berühmt-berüchtigten Demo eines McLaren-Flitzers als Auto-Konfigurator. Aber unabhängig von Materialien und dem Automotive-Sektor empfiehlt sich ebenfalls ein Blick in die Sektion für native Plug-ins der Unreal Engine. Dort finden sich zum Beispiel Plug-ins wie Nvidias Ansel. Im Handumdrehen lassen sich Screenshots und 360-Grad-Screenshots für eine schnelle Produktschau erstellen.
Die Beta von Unreal Studio soll noch bis September 2019 laufen. Bis zu diesem Zeitpunkt soll die Konvertierung der Datasmith-Szenen optimiert werden. Um weiterhin Teil von Unreal Studio zu sein, müssen Anwender ein Subscription-Modell buchen. Die Preise für eine aktive Unreal-Studio-Lizenz belaufen sich auf 49 US-Dollar pro Monat, wobei die Bezahlung in einer jährlichen Einmalzahlung vonstatten gehen soll. Aufgrund der stetigen Neuerungen der Unreal Engine ist ein Blick in Unreal Studio eine gute Entscheidung. Der Preis scheint nach derzeitigem Stand des Tools durchaus angemessen.

Kommentar schreiben

Please enter your comment!
Please enter your name here

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.