3D på Internet i syfte att instruera och informera
Daniel Fredriksson
C-nivå, 15p
Informationsteknik och kommunikation
Handledare: Martin Östlund, Högskolan i Kalmar, Institutionen för teknik Examinator: Päivi Jokela, Högskolan i Kalmar, Institutionen för teknik
Institutionen för teknik Högskolan i Kalmar
Sammanfattning
Den här rapporten beskriver arbetet att ta fram försöksmaterial i form av 3D-modeller med tillhörande animationer till det Internetbaserade rådgivningsverktyget för läkemedelsprodukter AssistansPlus*. Utöver detta ger rapporten en inblick i hur framtagning av 3D-medierat material för Internet, inom området rådgivning och presentation, kan se ut generellt.
Viktigt att tänka på vid arbetet med modeller och animationer till AssistansPlus är att de måste anpassas till W3D formatet, som 3D spelaren i verktyget är utvecklad i. De viktigaste var här att veta vad som följde med vid en export till formatet W3D (animerandet måste ske på ett relativt analogt sett, vissa bildformat för texturerna fungerar bättre än andra etc.). Rapporten innehåller en checklista som ska fungera som en guide vid framtida framtagning av material till verktyget. Filstorlek är av stor vikt i arbete med 3D för Internet och var därför en viktig del också i up-pdraget. Att begränsa filernas storlek genom att använda så få ytor som möjligt, genom att stil-isera modellerna och genom att göra texturer så bra som möjligt i förhållande till filstorleken, var viktiga delar arbetet.
För och nackdelar med denna rika mediatyp diskuteras i rapporten. Aspekter som tas upp är navi-gering och interaktivitet samt synen på 3D som medietyp. Många Internetanvändare har aldrig interagerat med 3D, varför en väl genomtänkt navigering är viktig. 3D kopplas gärna ihop med spel och animerad film. Att behandle 3D som en mediatyp bland de på Internet mer etablerade (som text bild och film) är viktigt.
Det finns relativt många format och visningsverktyg att välja mellan i arbete med 3D på Internet. Det finns inget enskilt format som idag kan anses vara att rekomendera. En framtida Flash-ver-sion med implementerat stöd för 3D hantering tycks vara den mest sannolika allmäna standarden i framtiden.
3D-material för användning i webbläsare är rapportens fokus och innehållet begränsas därför till detta. Vidare begränsas innehållet till webbaserat 3D med syfte att informera, instruera eller marknadsföra kring en produkt. 3D-applikationer inom området nöje behandlas inte. Trots att utvecklingen av 3D-grafik i hög grad har drivits framåt av spel- och filmindustrin, är detta om-råden som det inte läggs fokus på. Dock är det så att omom-rådena ofta går in i varandra; paralleller är därför förekommande.
* Med det Internetbaserade verktyget AssistansPlus kombineras ett antal kommunikationsformer för att ge en kontakt mellan klient och rådgivare som starkt påminner om det verkliga mötet. De två parterna kopplar först upp sig mot varandra. Genom verktyget kan de tala med varandra samtidigt som de kan se varandra genom videoupp-tagning. De är uppkopplade mot samma webbsida, där båda parter kan se och interagera med en 3D-modell med tillhörande animation av den aktuella produkten.
Innehållsförteckning
Introduktion. . . 1
Bakgrund . . . . 1 Syfte . . . . 1 Frågeställning . . . . 1 Avgränsningar . . . . 1 Rapportens disposition . . . . 2Bakgrund . . . 3
3D - så började det . . . . 3 Fler användningsområden för 3D . . . . 3 3D på Internet . . . . 4 3D eller inte 3D . . . . 5Filformat och visningsverktyg . . . . 8
AssistansPlus . . . . 11
Metod . . . .12
Projektgruppen . . . . 12 Arbetsflöde . . . . 12 Val av produkt . . . . 12 Referensmaterial . . . . 13 Storyboard . . . . 13 Ramarna för uppdraget . . . . 13Resultat . . . .16
Modellering . . . . 16 Animering . . . . 19 Export . . . . 21 Filstorlek . . . . 21Reflektion över arbetet . . . . 23
Diskussion . . . .24
Produktion . . . . 24 Standardproblematiken . . . . 26 En webb i 3D . . . . 28Slutsatser . . . .29
Referenslista. . . .30
Bilagor . . . .31
Introduktion
Bakgrund
Det VR-tuella Apoteket är ett forskninginriktat utvecklingsprojekt som utförs i samarbete mellan eHälsoinstitutet, Kalmar VR och Apoteket AB. Projektet syftar i att bredda informationsutbudet inom läkemedelsrådgivning. Enligt utvecklaren Martin Östlund (2007) är ambitionen att sträva mot den tillgänglighetsnivå som telefonmediet besitter och samtidigt bibehålla så mycket som möjligt av det fysiska mötets uttrycksrikedom. Därigenom utvidgas den totala täckningen för informationstjänster för läkemedelsinformation genom att öka antalet frågor som kan besvaras på distans. AssistansPlus är ett verktyg som har utvecklats för att användas i denna tjänst. Assis-tansPlus är webbaserat och består bland annat av en 3D-spelare där handhavandet av läkemedel-sprodukter presenteras. Basen till denna rapport är arbetet med att ta fram 3D-material till detta verktyg. Detta material kommer sedan att användas i ett försök med verktyget AssistansPlus. Finns det ett behov av att använda 3D på webben då syftet är att informera eller instruera kring något, eller räcker det med de mer etablerade medieformerna (så som bild, text och film)? Kan 3D hjälpa till att förhöja det informativa värdet på en webbplats och i sådana fall, hur ska mediet användas? Dessa är några av de frågor som blir intressanta i arbetet med 3D för webbsammanhang.
Syfte
Syftet är att ge en analys av 3D mediets roll på webben i syfte att informera och instruera. Först och främst ges en analys av hur man tar fram material till verktyget AssistansPlus, utöver denna skall rapporten också kunna fungera som en generell beskrivning för hur man tar fram 3D mate-rial för webben generellt (inom området att informera och instruera).
Frågeställning
Rapporten syftar till att ge svar på följande frågor:
• 3D är en krävande mediatyp när det kommer till filstorlek, samtidigt som en så låg filstorlek som möjligt är att föredra för smidig hantering på webben. Hur gör man för att begränsa filstorleken på ett 3D material och samtidigt bibehålla så mycket som möjligt av mediets po tentiellt höga utrycksrikedom.
• Det finns inte något självklart val av standard gällande filformat och visningsverktyg; det finns en uppsjö att välja bland. Är någon av dessa att rekomendera? Finns det något format som har potential att bli standard i framtiden?
Avgränsningar
Rapportens inriktning är 3D på Internet i syfte att instruera eller informera. Användning av 3D inom andra områden ligger utanför rapportens fokus. Paralleller till 3D-mediet inom spel, film och i viss mån andra områden är emellertid förekommande, då utvecklingen på många vis har drivits framåt tack vare dessa områden.
Rapportens disposition
Avsnittet bakgrund börjar med en introduktion till webbaserad 3D. På detta följer en beskrivning av några av mediets karakteristika. Sedan ges en introduktion till några av de mer framträdande standarderna för 3D på Internet. En beskrivning av arbetet med uppdraget (att ta fram material till verktyget AssistansPlus) ges därefter. Sist presenteras en samling slutsatser kring webb3D, färjade av litteraturstudien och uppdraget.
Bakgrund
3D – så började det
Silicon Graphics Incorporated (SGI) var först med att utveckla ett operativsystem för hantering av 3D-grafik. Operativsystemet var en särskild version av UNIX operativsystemet och användes på speciella RISC processorer. Olika företag började på dessa system att utveckla 3D-grafik inom områdena underhållning och design. Så småningom kom Microsoft med in i bilden. I och med utvecklingen av 3D-program som kunde köras på vanliga Windows NT plattformar, stod det klart att det inte längre krävdes speciella UNIX-plattformar för att hantera 3D. När sedan Penti-umprocessorn släpptes på marknaden började det bli möjligt för privatpersoner att ta del av och utveckla 3D-grafik. (Carlson, 2003)
Två stora användningsområden för grafik är och har varit inom spel- och filmindustrin. 3D-mediet gav stora möjligheter att visualisera imponerande miljöer i tre dimensioner, antingen för att efterlikna verkligheten eller för att helt utan begränsningar modifiera den. Det är uppenbart att det är mycket tack vare dessa områden som utvecklingen av 3D-grafik har gått framåt i den takt som den har. Med filmen TRON (1982) var (enligt Scholes, 2006) filmskaparna Disney en av de första med att använda 3D i ett kommersiellt syfte. Filmen inledde ett intresse bland film-skapare att visualisera utan de begränsningar man dit till daga stått inför. Inom spelindustrin var ID software först med en stor speltitel baserad på 3D-grafik. Med Wolfenstein 3D (1993) gick startskottet för utvecklingen av 3D baserade spel.
Virtual reality (VR) är ett begrepp som också har hjälpt till att driva 3D-grafiken framåt. Redan på 60-talet började visionärer se möjligheten att visualisera på ett helt nytt sätt med hjälp av datorer. Militären i USA såg stora möjligheter i den här tekniken. Med början i enklare datasimuleringar, som t.ex. radarsystem, började mer avancerade system att tas fram. I början på 80-talet var den första flygsimulatorn som helt byggde på virtuella världar utvecklad. (The Board of Trustees of the
University of Illinois, 1995)
Fler användningsområden för 3D
I takt med att tekniken för att ta fram 3D-material blev mer tillgänglig, kunde den börja användas inom nya områden. Idag är Visualisering med hjälp av 3D vanligt förekommande.
Ferm och Kristoffersen (2003) gör några intressanta kopplingar mellan spelindustrin och visua-lisering inom arkitektur. De ger exempel på projekt där tredimensionella representationer blivit allt mer självklara som del i olika projekt. Genom att en 3D-modellerare tidigt kopplas in i arbetet förklarar de att det blir betydligt enklare för övriga inblandade att få en tydlig bild av arkitektens rumsliga vision. De förklarar vidare att utvecklingen av dessa 3D-modeller har gjorts möjliga mycket tack vare spelindustrin, som fungerar både som en pådrivare av den tekniska utvecklingen och som en källa till inspiration. Vidare ges kopplingar mellan spelvärldens miljöer som kräver deltagande och nyfikna spelare och framtida arkitekturpresenationer med liknande grad av inter-aktivitet.
3D spel och andra applikationer för nätverk har nått en stor popularitet. Dessa använder sig av applikationer som installeras direkt på operativsystemet. De körs alltså inte genom webbläsaren. Google Earth, Second Life och World of Warcraft är tre sådana stora OS-baserade ”Internet-världar”. Bar-Ze’ev (2006) ser i framtiden liknande applikationer som är knutna till webben (dvs
är direkt körbara via webbläsaren) och därför bjuder användaren på ännu större möjlighet till att påverka innehållet. Varför sådana slutledningar kan göras, beror på att man ser allt större interak-tion i världar av den här typen i jämförelse med de första nätverksbaserade 3D-världarna. Popu-lariteten hos dessa är en annan orsak. Webben bjuder på väldiga möjligheter för användaren att själv anpassa gränssnittet, steget mot att den här typen av världar kopplade till webben verkar därför följdriktigt.
Web3D används via webbläsare, till skillnad från sådan programvara som installeras direkt på op-erativsystemet. Web3D blir därför mer tillgänglig, eftersom den kan köras direkt på användarens webbläsare utan omfattande installationer (helt installationsfri är den inte, då det behöver installe-ras plug-in av olika slag för att kunna visa innehållet, detta är dock oftast mycket enkelt). Webben är idag på sätt och vis en egen värld där var och en kan skapa eget material och göra det tillgän-gligt för hela världen. Att knyta nämnda typer av Internetvärldar till webbläsare och använda dess möjligheter kring interaktion och tillgänglighet, borde vara intressant. En nackdel med webben i sådana här sammanhang är att den inte har, åtminstone inte ännu, samma funktionalitet och kraft som OS-baserade applikationer. Det är i stort en fråga om funktionalitet kontra tillgänglighet. Webb-3D är utan tvekan ett område med stor potential. Med rätt teknik och ett tillräckligt allmänintresse är det absoult möjligt att tillverka avancerat 3D-material för webben.
3D på Internet
3D är fortfarande inte ”vardag” på Internet. Det är inget som dyker upp på var och varannan sida vid ett godtyckligt surfande. Det finns emellertid här och där och vad det verkar blir det allt mer vanligt. Parisi (2006) som har varit en av huvudpersonerna inom området webb3D, ända från början, baserar uppfattningen om att området växer med följande påstående: “The world is ready now, … the number of web 3D applications on the market today– many proprietary but most not– and from my personal experience, the number of potential customers and partners that are coming out of the woodwork to talk to my company
about doing business; and we haven’t even turned on our marketing machine yet.”
Det är idag inte helt ovanligt att företag väljer att visa sina produkter med hjälp av 3D på sina hemsidor. Framförallt är detta i syfte att marknadsföra. Till ex-empel erbjuder de flesta ledande biltillverkare någon form av interaktiv presentation av sina bilar. På www.mazda.se (se bilden till höger) kan man bland annat ändra färg och snurra på olika modeller. Det finns också panoraman från bilmodellernas interiör. Kaon Interactive tillverkar webbplatser med hög grad av interaktivitet (exempel på bilden till höger). Många av dessa innehåller 3D-element av olika slag. Vanligt är att applikationerna innehåller möjligheten att snurra på 3D objektet, ändra färg på det eller på annat vis alternera dess utseende. Företaget erbjuder även sina kunder fullständiga webbkataloger. Dessa fungerar precis lika bra som vanliga webbaserade produltkataloger, med den stora skillnaden att de innehåller interaktiva 3D-presentationer av
produkt-figur 1: Interaktiv 3D från Mazda. (källa: http:// www.mazda.se/Showroom/)
figur 2: Produktpresentation tillverkad av Kaon Inreactive. (källa: http://www.kaon.com/) 4
3D eller inte 3D
3D-grafik bjuder på stora möjligheter att tillverka webbapplikationer med hög grad av interaktiv-itet. Med 3D-grafik är det också möjligt att visualisera utan många av de begränsningar som 2D har. Å andra sidan är det en mer komplicerad och dyr process att ta fram 3D-material.
En rik mediatyp
Chittaro och Ranon (2005) förklarar med utgångspunkt ur konstruktivimens idé om lärdom utifrån handlande, att 3D-miljön är det medium som mest kan efterlikna verkligheten och därför borde vara det medium i vilket man näst efter verkligheten lär mest av att interagera. 3D kan en-ligt Chittaro och Ranon även vara bättre än verkligheten, då verkligheten utan begränsningar kan simuleras med hjälp av denna medietyp. De ger exempel på 3D-simulatorer som används inom kirurgi, för att träna kirurger på svåra ingrepp. Tillgänglighet är förstås en annan betydande fak-tor här. Med hjälp utav en 3D-simulafak-tor kan man oändligt många gånger öva på ett komplicerat ingrepp, till skillnad från i verkligheten. Om tilltro ges till dessa påstående är det inte svårt att dra paralleller till andra områden där 3D måste vara en användbar medietyp.
Smith (2006) förklarar att man med 3D kan återskapa delar av den emotionella upplevelse som en kund känner då han interagerar med en produkt i verkligheten. Han drar en parallell till
bilförsäl-figur 4: Ett bra exempel på stiliserad, interaktiv 3D-grafik be-skrivande ett mänskligt hjärta och dess funktioner (källa: www. holomatix.com/assets/heart/index.html).
Gemensamt för många av de 3D-presentationer som finns på Internet idag är att de egentligen inte består av 3D; användaren rör sig i själva verket inte i en 3D-värld. Dessa presentationer består istället av 2D-bilder som användaren på ett eller annat vis navigerar mellan; bilderna kan vara från en 3D-modell (som i exem-plet i bilden till höger) eller bestå vanliga fotografier. Panoraman är vanliga exempel på detta. Användaren placeras i mitten av en kub och kan därifrån navigera åt alla håll, en känsla av att stå i mitten av ett rum och
se sig om uppstår. figur 3: Ett panorama kan bestå av ett an-tal bilder som tillsammans skapar en kub. Användaren placeras i mitten av kuben och kan navigera runt ifrån mittpunkten.
I ett exempel från www.holomatix. com Beskrivs ett mänskligt hjärta och dess funktioner. Flera me-dieformer samverkar och skapar tillsammans en rik och informativ webbplats. Användaren kan snurra på och zooma in på speciella delar av hjärtat. Det går också att i 3D-mod-ellen markera specifika delar och få upp textinformation om dessa. Webbplatsen bjuder också på ani-mationer. Dessa är i två dimensioner men utgår ifrån den 3D-modell som finns på webbplatsen.
ing how it works, zooming in on the features that interest you, and having it all be as realistic as a photograph… that’s an emotional experience you don’t get looking at a picture on a web page.”
Synen på 3D
Parisi (2006) förklarar att synen på 3D har varit och är felaktig. Han menar att 3D ofta ses som en mediatyp som bara är bra för vissa ändamål, som tex spel. Parisi vill att 3D ska behandlas som en av de ”first class media types”, så som bilder, video och 2D-vektorgrafik. Han ser i framtiden 3D som är lika lätthanterlig som bilder och text är idag, med tillhörande möjligheter som att enkelt klippa ut och klistra in. Smith (2006) är inne på samma spår. Han ser 3D som en del av rika mediaapplikationer, där 3D blandas med de traditionella medietyperna. Smith menar att 3D-mediet har potential att göra dessa applikationer mycket mer tilldragande än de är idag, om det används på rätt sätt. Vidare motsäger han sig en överdriven tro på webb-3D. ” I emphatically DO NOT think it is about replacing the whole browser with a 3D interface and stuffing the 2D web onto unreadable perspective-distorted planes in that space. I think that’s just plain dumb.”
Tillgänglighet
Att 3D är mer tidskrävande att ta fram än de mediatyper som syns mest på webben idag är det inget tvivel om. Att tillgängligheten för Internetanvändarna sedan blir ett problem göra inte saken lättare.
Smith (2006) menar att 3D fortfarande är väldigt dyrt att ta fram. Till följd av detta produceras 3D-applikationer mest i sammanhang där det finns mycket pengar. Han förklarar hur det ofta ligger till genom att dra en parallell till sin egen organisation. ”…a big part of the cost reduction is due to economies of scale, which means we can only lower prices dramatically if we increase the number of products we model for a customer. That leads to a lot more 3D content on a given site, but doesn’t do much to increase the number of sites that have 3D.”
Den teknik som används på Smiths företag bygger på Java 1.1 och är därför enligt Smith tillgän-glig för över 90% av Internetanvändarna. De utvecklingsverktyg som används inom företaget är specifika för just den verksamheten och inte tillgängliga för allmänheten. Även om tekni-ken skulle vara tillgänglig skulle den för de flesta fortfarande vara för komplicerad att använda. Tillgängligheten av utvecklingsverktyg för webb-3D är ett problem.
Smith förklarar att ett stort problem med webb3D är att alldeles för många saknar stöd för 3D-applikationer I sina webbläsare. Han gör en jämförelse med video och Flash. När Flash införde videostöd ökade antalet videoupptagningar på nätet dramatiskt; Flash skapade en allmän standard för visning av video. Det finns ännu ingen liknande allmän standard för visning av 3D.
Navigering
Ju högre grad av interaktivitet en applikation bjuder på, desto mer kräver den av användaren. Det är enklare att konstruera en användarvänlig webbplats om den bara innehåller 2D-grafik och text, än om den har mer avancerade funktioner, som t.ex. 3D-grafik. Många internetanvändare har ens aldrig interagerat med 3D. Det är därför mycket viktigt att utforma ett användarvänligt gränssnitt för interaktiva 3D-applikationer. Meningen är att 3D-applikationen ska vara så lättanvänd att användaren kommer så nära verkligheten som möjligt, åtminstone om man följer det resonemang med kopplingar till konstruktivismen, som Chittaro och Ranon för.
En 3D-navigering kan se ut på många olika vis. Beroende på vilken typ av applikation det handlar om brukar den dock följa vissa ramar. Shneiderman (2002) delar in Internets 3D-applikationer i två typer. Dels 3D där användaren har möjlighet att navigera runt i en omgivning (”being in”) och dels den typ av applikationer man som användare tittar på och inte i lika hög grad är del av (”zoom and spin”).
Enligt Sheiderman finns det en övertro på 3D i webbsammanhang. Han förklarar att det ofta saknas undersökningar angående värdet i webb3D bakom de applikationer som skapas. Applika-tioner av typen ”zoom and Spin” är den typ han är mest kritisk mot. Den typen av applikation används ofta för att sälja produkter på Internet. Han säger att det saknas bevis för att sådana app-likationer någonsin har hjälpt till att sälja något. Vidare förklarar han att ett problem med denna typ av grafisk presentation är att information ofta är blockerad och att det krävs tid för att navi-gera i modellen för att komma dit man önskar. Han menar att detta verkar distraherande på det viset att användaren förlorar fokus då hon måste koncentrera sig på att navigera rätt. Problemet med ”being in” applikationer är enligt Shneiderman att användaren ofta navigerar fel och hamnar i en vägg eller utanför själva rummet, varpå de inte förstår hur de ska navigera vidare.
För att användaren ska få ut det som är tänkt av applikationen är det viktigt att navigeringen inte blir ett problem. Om för mycket av användarens kognitiva energi används för att navigera rätt med mus och tangentbord, tas fokus från det som applikationen vill förmedla.
Generalisering och detaljrikedom
Vid arbete med webbrelaterat material är filstorlek nästan alltid en viktig del i arbetet. 3D-applika-tioner är inget undantag. Det handlar om att ta fram ett material som för ändamålet är väl anpas-sat i balansen mellan kvalitet och filstorlek. Detta kan vara problematiskt.
Ferm och Kristoffersen (2003) intervjuar Alex Morris som är ansvarig för 3D avdelningen på en av Englands största digitala kommunikationsbyråer. Han arbetar bland annat med 3D-visualiser-ing inom arkitektur och den kommersiella fastighetsbranchen. Han förklarar bland annat att det ställs höga krav på den typen av visualisering som han arbetar med, eftersom kunden tenderar att jämföra resultatet med det han ser i film och spel. Vidare förklarar han att det fortfarande finns en viss skepsis till datamodeller och att människor fortfarande lättare relaterar till något fysiskt. Smith (2006) menar att 3D grafik i syfte att marknadsföra produkter är effektivt. I ett exempel angående produktpresentation på ebay skriver han följande : ” If getting a 3D model of the thing you were selling was as easy as taking a picture, then 3D would already be everywhere. But it isn’t that easy. It’s extraordinarily expensive and time consuming to produce 3D models of real things.”
Shneiderman (2002) redogör för sin syn på hur 3D bör utnyttjas i informationssammanhang. Han menar att möjligheten att reducera information och fokusera på det som är viktigt är en avgörande aspekt och möjlighet i arbete med att ta fram 3D. Att utesluta information som är ir-relevant, förvirrar eller är onödig, är något som han pekar på. Han drar en parallell till andra sam-manhang där fokus ligger på att instruera eller utbilda: “Most medical and scientific texts require line drawings because they are better able to focus in on the most important aspects of what is being studied. Photos show too much.”. Dr. Shneiderman ser stora möjligheter här. Han menar att man med hjälp av 3D kan visualisera ett väldigt komplext material och göra det mer grepp-bart.
Typ av applikation
3D-applikationer kan se ut på ett nästan oändligt antal sätt. Det är därför svårt att dela in dem i olika kategorier. För att i alla fall ge en bild av hur applikationerna kan skiljas från varandra, har jag valt att rita en modell i vilken man bör kunna placera de flesta typer. Grad av interaktivitet och perspektiv är två parametrar som är relevanta i de flesta sammanhang med webbaserad 3D.
Interaktiv Icke inter-aktiv Inifrån perspektiv (being in) Utifrån perspektiv (zoom and spin)
Figur 5: En modell för att dela in 3D i webbsamman-hang, Beroende på grad av interaktivitet och typ av perspektiv. Tre exempel:
a. Ett enkelt panorama där användaren navigerar runt i omgivningen från en fast punkt.
b. En presentation av en mobiltelefon där använda- ren har möjlighet att trycka på knappar och lyfta på locket.
c. En Interaktiv utbildning där användaren rör sig i en 3D-miljö och stöter på problem som ska lösas. a
b c
Filformat och visningsverktyg
Arbetet med 3D för webben startar för det mesta i ett av de ledande 3D-modelleringsprogram-men. Därifrån exporteras materialet till ett annat format varpå det behandlas vidare och anpassas för webben. På webben hanteras applikationen sedan med hjälp av en spelare.
Vilket av de stora modelleringsprogrammen som väljs att arbeta i är mindre viktigt, då export-verktyg finns tillgängliga för dem alla. Att välja i vilket format materialet ska vara är mer komplic-erat, liksom med vilken spelare materialet ska spelas upp.
Många aktörer
Det första fungerande verktyget för 3D-presentation på webbsidor var VRML 1.0. När VRML såg dagens ljus var året 1994. Internet var på den tiden inte alls så stort som det är idag. Med VRML lades emellertid grunden för framtida webbaserad presentation av 3D. Varför 3D inte utnyttjades på webben när VRML lanserades förklarar Parisi (2006), beror på att uppkopplingarna generellt var för långsamma samt att Internet vid det laget var så pass nytt att konsumenter och utvecklare hade fullt upp med sådant som HTML och Java. Han menar att tekniken finns idag och har funnits länge, och att han kan se en snabb utveckling inom området. Vidare förklarar Parisi att problemet är att vi måste enas om en standard för implementering av 3D i webbläsare. ”The last thing we need right now is *more* technology!”.
Från starten med VRML i början på 1990-talet tills idag har webb3D varit ett tämligen rörigt om-råde förklarar Festa (2004). De största aktörerna inom utveckling av standarder för webb3D är, har varit eller är fortfarande web3D konsortiet, Macromedia, Adobe och Intel. Web3D konsor-tiet består bland annat av personer bakom den första standarden för webb3D, VRML. Man har i konsortiet vidareutvecklat denna standard till formatet X3D.
Intel var i en period involverade i utvecklingen av X3D, främst i syfte att konvertera CAD-3D till ett lämpligt format för Internet. Av oklara anledningar lämnade Intel efter en tid konsortiet för att starta arbetet med en ny standard för CAD-konvertering. Tillsammans med bland andra Ado-be Systems startade Intel ”3D Industry Forum”. Gruppen utvecklade tillsammans formatet U3D. Intel har även samarbetat med Macromedia (runt 2000) för att få ut 3D på webben. Standarden W3D utvecklades genom detta samarbete, men den blev enligt Maher (2005) inte den universella standard som man hade hoppats på. Macromedia valde att avsluta projektet med webb-3D och kontakten mellan dem och Intel bröts.
Flash 9.0 är idag den spelare som är ledande när det gäller att kombinera vanligt användargrän-ssnitt med interaktiva komponenter. Varför Adobe inte har implementerat en spelare för 3D I Flash besvarar Smtih (2006) så här: “…I suspect Macromedia/Adobe [(Macromedia och Adobe har idag gått samman)] feel so burned by the Shockwave 3D and Atmosphere flops that it’s going to be a while before that happens (plus, everyone inside Adobe who knows anything about 3D is now on the Acrobat team).”.
Varför Microsoft inte har utvecklat en standard och visningsverktyg för webb-3D, tror Parisi (2005) har att göra med internpolitik. Han menar att de väntar med att utveckla verktyg för webb3D tills marknaden är i full gång. När fenomenet webb-3D har kommit att bli av allmänin-tresse, tror Parisi att de gör sin satsning, antingen genom att utveckla en standard eller genom att köpa upp en befintlig.
Översikt över webbaserade 3D-format
Här följer en kortare introduktion till några av de standarder som är gällande idag. Valet föll på dessa dels för att de är de standarder som har stötts på mest under sökandet efter material till denna rapport, och vidare för att det är dessa standarder som aktörer inom området webb-3D väljer att belysa i de texter som jag har tagit del av. Bland andra Smith (2007) och Parisi (2007). X3D
X3D-formatet är en utveckling av VRML, som var det första formatet för 3D på Internet. Det finns många verktyg för tillverkning av X3D applikationer, både mer programmeringsinriktade men också flera grafiska verktyg. På Wikipedia nämns följande verktyg för utveckling av X3D applikationer: X3D Core, X3D Interchange, X3D CAD, X3D Geospatial och X3D Immersive. En fördel med utvecklingsverktygen för X3D är att det är gratis. Ett problem bör vara att de är så många. Vilket som fungerar bäst för ett givet ändamålet kan vara svårt att få grepp om.
W3D
W3D-formatet stöds av Macromedias Director MX. En W3D-fil implementeras i Director, som bjuder på stora möjligheter att bygga bra webbapplikationer. Efter detta läggs filen upp på en webbsida. För att användaren ska kunna titta på och interagera med innehållet måste han ha en Adobe Shockwave spelare installerad. Enligt Adobe har 59.3% av världens Internetdatorer utrustade med en sådan spelare.
Med hjälp av Director är det möjligt att tillverka applikationer av många olika sorter, så som filmer, animationer och spel. Enligt wikipedia.org används Director idag mest för utveckling av spel.
U3D
Universal 3D (U3D) utvecklades för att möjliggöra för den vanliga användaren att ta del av 3D utvecklad med industrins CAD-program. U3D formatet skalar ner filen väsentligt och tar bort oväsentlig information. En fil som från början har legat på några hundra megabyte kan efter ex-port ligga på endast ett par megabyte.
Med hjälp av gratisprogrammet Adobe Reader 7 (eller högre) kan vem som helst ta del av 3D modeller I U3D formatet.
Det här formatet lämpar sig bäst för presentationer av produkter av olika slag. Med visningsverk-tyget I Adobe Reader är det möjligt att rotera, zooma samt att göra förändringar av färger etc.. 3D i Java
Många företag som arbetar med 3D på Internet använder egna javabaserade program. En fördel med dessa är att materialet blir mycket tillgängliga, då ett insticksprogram för java idag finns på de flesta internetdatorer. Många företag har egna javabaserade program i vilka de utvecklar applika-tioner, men det finns också javabaserade verktyg att köpa.
Java 3D är ett mycket kraftfullt bibliotek för java som saknar många av de begränsningar som andra webb3D verktyg gör. För att kunna köra Java 3D behövs dock en stor nedladdning. Java 3D har heller inte blivit speciellt stort och syns inte i någon större utsträckning på nätet.
AssistansPlus
Till grund för rapporten ligger delvis ett uppdrag som involverar framtagning av webbaserat 3D-material. 3D-spelaren som är en del av detta verktyg är tillverkad i Macromedia Director och formatet W3D.
Interaktiv
Icke inter-aktiv Inifrån
per-spektiv Utifrån perspektiv
Figur 7: 3D-delen i AssistansPlus presenteras ur ett utifrånperspektiv och bjuder på relativt hög grad av interaktivitet.
3D-delen i As-sistansPlus
X
Figur 6: I AssistansPlus samverkar många mediaformer för att skapa en så rik kommunikation mellan rådtagare och rådgivare som möjligt.
AssistansPlus hanterar audio/video-kommunikation och visning av 3D-material. AssistansPlus erbjuder även co-browsing, vilket betyder att både rådtagare och rådgivare kan påverka innehållet på en och samma webbsida och samtidigt se vad den andre gör. AssistansPlus består bland annat av ett visningsverktyg för rör-liga 3D modeller. Verktyget hanterar 3D-animationer samtidigt som det tillåter användaren att interagera med modellen. Utvecklaren Martin Östlund förklarar att modellerna fungerar som en ersättning för dess fysiska motsvarigheter och används för att demonstrera dess funktion och användning. Den fungerar som en ge-mensam referens för båda parter och
ökar tydligheten i kommunikationen mellan frågestäl-lare och rådgivare.
3D på Internet kan se ut på många olika vis, med olika grad av interaktivitet och med olika typer av perspek-tiv. 3D-delen i AssistansPlus presenteras i ett utifrån-perspektiv där användaren har möjlighet att vrida på 3D-objektet samt att zooma in och ut. Hon kan också spela en animation som presenterar produktens hela funktionalitet. I denna kan hon också stoppa, pausa eller hoppa mellan olika delar av instruktionerna. I figuren till höger (som introducerats tidigare under rubriken “Typ av applikation”) är verktyget placerat utifrån graden av interaktivitet och perspektiv.
Metod
Uppdraget bestod i att ta fram material i form av instruerande 3D-animationer, till det webbaser-ade rådgivningsverktyget AssistansPlus. Del i uppdraget var också, att med arbetet som grund ta fram instruktioner för framtida utveckling av material till verktyget (dessa instruktioner ligger som bilaga i slutet på rapporten). I uppdraget ingick att arbeta utifrån de ramar som AssistansPlus är utvecklat i. Detta inkluderar kännedom om verktygets syfte, verktygets tekniska möjligheter och begränsningar samt den målgrupp som verktyget vänder sig till.
Projektgruppen
Projektgruppen bestod utöver mig utav Martin Östlund och Lina Hellström. Min uppgift var att fysiskt ta fram materialet med hjälp av lämpligt modelleringsverktyg. Martin Östlund har utveck-lat AssistansPlus och vet därför hur materialet ska se ut för att lämpa sig i hand verktyg; både tekniskt och visuellt. Lina Hellström har kunskap om de läkemedelsprodukter som verktyget instruerar kring. Hennes huvudsakliga roll var att välja ut lämpliga produkter och hjälpa till att beskriva handhavandet kring dessa.
Under arbetets gång träffades projektgruppen kontinuerligt. Jag presenterade mina resultat dittills, fick feedback och fortsatte sedan utvecklingen.
Arbetsflöde
Först valdes vilka produkter som skulle användas. Efter detta ritades en storyboard som skulle ligga till grund för animationerna. Efter detta började modelleringsfasen. Under animerandet fick justeringar ibland göras av modellerna. Vi hade möten kontinuerligt under hela arbetet. Nedan visas en modell över arbetsflödet.
Val av produkt
Till att börja med skulle två lämpliga produkter väljas ut. Materialet skulle vara objektorienterat, dvs. instruktion-erna skulle beskriva hanhavandet för specifika produkter. Produkterna skulle vara av liknande komplexitet både vad det gällde utseende och handhavande. De skulle naturligtvis också ha ett handhavande som lämpar sig för 3D-animering. Lina Hellström presenterade några förslag på läkemedel-sprodukter och vi diskuterades oss fram till vilka som var lämpligast för ändamålet. Valet föll på insulinsprutan Lantus och Genotropin Miniquick som är en spruta för barn med tillväxtrubbningar. De båda produkterna har jämförbar komplexitet vad gäller utseende. Eftersom de båda är spru-tor ser också handhavandet relativt lika ut. En skillnad är
Figur 9: Genotropin MiniQuick Figur 8: Modell av arbetsflödet.
dock att hanteringen av Lantus har fler moment. Detta medför att animationen för den blir något längre.
Vi började arbeta med insulinsprutan Lantus. Tanken var att utveckla denna färdigt först och sedan använda erfarenheterna från utvecklingen av den till att utveckla liknande handhavandein-struktioner till Genotropin MiniQuick.
Med utgångspunkt i befintliga instruktioner bestämdes vilka delar av handhavandet som skulle animeras.
Jag kunde sedermera börja modellerandet av produkten och därefter fortsätta med animation-erna. Med kontinuerliga möten under arbetets gång togs materialet fram.
Referensmaterial
Referensmaterial i form av tydliga bilder på respektive produkt togs fram. Dessa hittades genom sökning på produktens namn i sökmotorn Google, samt genom att leta upp bruksanvisningar för produkterna på www.fass.se.
Storyboard
För att få en tydlig bild av hur den slutgiltiga animationen kan komma att se ut ritades en story-board med de mer centrala delarna av animationens innehåll. Storystory-boarden ritades efter det att vi i projektgruppen kommit fram till vilka delar av handhavandet som skulle illustreras i animation-en. Denna var inget som följdes nitiskt under arbetet, utan fungerade mer som en utgångspunkt. Det underlättade mycket att ha något att utgå ifrån då jag började med modellering och animering eftersom det annars hade varit svårt att veta hur jag skulle börja.
Ramarna för uppdraget
För att resultatet skulle bli lyckat skulle det anpassas för det sammanhang i vilket det skulle an-vändas. Detta involverade för det första att materialet skulle tas fram inom ramarna för Assistans-Plus, vad det gäller målgrupp och användarvänlighet. För det andra måste materialet utvecklas med vetskap om de tekniska begränsningar som finns.
Målgrupp
Ett material som för användaren är enkelt att ta till sig ska tas fram. Många av användarna för AssistansPlus har kanske aldrig ens interagerat med 3D, detta måste tas med i beräkningarna. AssistansPlus rikedom på mediatyper är något nytt i webbsammanhang, vilket medför att använ-daren sannolikt inte är van vid den typen av webbplats. Alla delar måste därför vara så enkla och användarvänliga som möjligt, för att användarens fokus inte ska tas från instruktionerna och läg-gas på navigationsproblem. Detta gäller inte minst för 3D-delen.
3D-delens roll
Eftersom animationerna inte är helt fristående (i den fulla rådsituationen hjälps de upp av vid-eokommunikation och stödtext, utanför den fulla utav bara stödtexter), blir kraven på exakt återgivning av handhavandet sannolikt något lägre. I de fall det blir svårt att animera så att använ-daren exakt förstår, finns annan media som stöd. Naturligtvis är ambitionen att animationerna
modellera och animera, då det skulle ta mycket tid i anspråk, eller då det skulle resultera i en för tung fil, kan det emellertid vara bättre att lita på stödet från övrig media.
tionen att delas upp i ett antal delar, för att skilja de olika handhavandemomenten från varandra. Spelaren visar också text för att tydliggöra vissa delar av handhavandet. Materialet ska anpassas för att fungera i spelaren på ett bra sätt.
För utvecklingen innebär detta att animationerna ska delas upp i olika moment. I de fall det kan vara oklart vad som sker i animationen ska det på något vis också framgå att stödtexten ska an-vändas. Eftersom användaren kan ändra position på kameran måste komponenter som vid vissa delar av skeendet inte är med i animationen flyttas på så att de oavsett kameravinkel inte stör användaren.
Internetanpassning
Materialet ska kunna hanteras smidigt oavsett vad för överföringshastighet användaren sitter på. Eftersom det är riktig 3D som användaren interagerar med är det också viktigt att materialet inte kräver för mycket av användarens grafikkort. En noga avvägning i antal ytor, texturer, eventuella skuggor etc., i förhållande till materialets visuella egenskaper ingår i arbetet. Att göra produkten så lik originalet som möjligt utan att för den skull filen blir för tung, är en av utmaningarna.
W3D
3D-spelaren är utvecklad i Macromedia Director. Detta medför att materialet måste exporteras till formatet W3D, som är programmets 3D-format. För en lyckas export är det viktigt att veta vad som händer vid exporten; vad som kan exporteras och vilka förändringar som sker med filen. Nedan följer det som för det här projektet är viktigast att tänka på vid exporten.
Modeller kan byggas på ett antal olika sätt i modelleringsprogrammen. Director hanterar emel-lertid bara polygoner. Om modellen inte polygonbaserad från början kommer den att konverteras
Figur 11: Spelaren från rådgivare respektive rådtagares vy. Animatio-nen är indelad i olika moment. För rådgivaren finns möjligheten att med hjälp av tumnaglar ta sig till olika delar av animationen. För rådgivaren presenteras dessutom ytterligare stödtext. (Tryckt med tillstånd av Martin Östlund)
3D-Spelaren
Animationerna kommer att köras i den spelare som finns i verktyget (bilden till höger). An-vändaren har i denna möjlighet att starta, stoppa och pausa animationen. Användaren kan också zooma in på modellen (genom att hålla ner vänster musknapp och trycka på pil upp och ner på tangentbor-det), samt rotera kameran runt y-axeln (genom att hålla ned vänster musknapp och trycka på pil-höger och vänster). Använ-daren kan också “pan:a” kam-eran genom att hålla ner höger musknapp och röra på musen. Väl i spelaren, kommer
anima-därför en bättre kontroll på exporten.
En shader hanterar sådant som hur ljus faller på och reflekteras på modellens yta, hur texturer kommer att se ut etc.. Det finns ett antal sådana att välja mellan då man bygger sina modeller. Vissa passar tex bäst för plastartade material medan andra passar till metalliska ytor. I 3D-Studio Max finns det många “shaders” att välja på. I Director finns bara shadern Gouraud. Denna shader finns inte att välja i 3d-Studio Max. Det finns emellertid två shaders som fungerar liknande och på ett bra sätt översätts till Gouraud vid exporten. Phong och Blinn är två sådana. För att inte för stora förändringar i modellernas ytor ska uppstå efter export till W3D är det därför klokt att använda någon av dessa.
Alla objekt måste ha unika namn för att exporteras till W3D-formatet. Har objekt samma namn kommer bara ett av dem att exporteras.
3D-studio max erbjuder många hjälpmedel för att animera på ett smidigt sätt. Eftersom exporten till W3D format inte klarar av att hantera flertalet av dessa måste mer analoga metoder användas. W3D-formatet stödjer bones-animering, men spelaren i vilken animationerna ska köras gör inte det.
Programvara
För modellering och animering användes 3D-Studio Max. I något program skulle modellerandet ske och eftersom 3D-Studio Max är det program jag hade erfarenhet av, blev valet enkelt. Det finns dessutom ett exportverktyg som konverterar filen till W3D-format, utvecklat till program-met, vilket var en förutsättning. Jag använde version 8.0 av 3D-Studio Max i arbetet. Där fanns exportverktyget redan installerat. I vissa tidigare versioner finns det inte som standard men kan enkelt laddas ner från tillverkarens hemsida (www.adobe.com).
För tillverkning av texturer användes Photoshop. Också detta blev ett självklart val då jag sedan tidigare har erfarenhet av programmet. Programmet är det ledande på marknaden vad det gäller pixelgrafik och har alla de möjligheter som krävs för att ta fram bra texturer.
Animationerna exporteras då de är klara till formatet W3D. W3D är det 3D-format som Direc-tor hanterar. DirecDirec-tor är ett program för framtagning av rika multimedia applikationer. Det är tämligen likt Flash, men har fördelen att det kan hantera 3D-innehåll. 3D-innehållet kan göras interaktivt för användaren på många vis. Spelaren som kör de 3D-animationer som ska utvecklas kommer att köras i en spelare som av Martin Östlund är utvecklad i Director och del av innehål-let i AssistansPlus. Mitt arbete krävde inget egentligt arbete i programmet. Viss förstudie gjordes dock för att få insikt i vilka egenskaper som W3D-formatet stödjer.
Resultat
Här följer en beskrivning av hur produkterna togs fram. De metoder som användes, de problem som stöttes på under arbetets gång och de avvägningar som fick göras. Detta med utgångspunkt i de ramar som beskrivits i metoddelen. Som bilaga i slutet av rapporten ligger en checklista som har utvecklats för användning vid framtida utveckling av 3D-material till AssistansPlus..
Då produkterna var av i stort sätt samma komplexitet kunde i stort sett samma arbetsmetoder användas i båda fallen. De komponenter som skulle interagera med själva produkten (fingrar, hudveck etc.) kom också de att ha ett liknande utseende för båda sprutorna. Handhavandet för Lantus är något mer omfattande, vad det gäller antal moment, detta innebar dock inte att ani-merandet för den blev mer komplicerat, bara att det blev längre. Arbetet sammanfattas därför för de båda produkterna parallellt.
Modellering
Produkten
Figur 12: Skalenlig och detaljerad bild av insulinsprutan Lantus från handhavandeinstruktioner på www.fass.se. Denna användes som mall vid modellerigen av Lantus-sprutan.
Lämplig bild av produkten lades i bak-grunden i modelleringsverktyget 3D-studio max. Den bild som var mest detaljerad och skalenlig användes (detaljerad bild av insulinsprutan Lantus till höger). Genom modellering efter bilden började sedan arbetet med att modellera upp produkten. Det lades här viktigt vid att modellen består av ett antal olika modeller, som kommer att interagera med varandra i animationen. För att undvika att behöva dela upp model-len efterhand modellerades sprutans olika komponenter var för sig.
I de fall det uppstod frågetecken kring produkternas funktionalitet och utseende rådfrågades pro-jektgruppens farmaceut och vid ett tillfälle en av landstingets diabetessjuksköterskor.
Figur 13: Locket modellerdes med an cylinder som basform. Denna konverterades till en ”editable poly”. Förändringar i formen gjordes sedan med hjälp av verktygen under menyn ”edit polygons”
Beroende på delarnas utseende valdes olika geometriska former som bas. I fallet med de båda sprutorna huvud-former användes cylindrar. En cylin-der skapades, med bilden som refer-ens. Denna konverterades sedan till en ”editable poly” (exempel på bilden till höger). Detta var ett lämpligt format att arbeta i eftersom man får god kontroll på antalet ytor i model-len samt för att modelmodel-len automatiskt konverteras till en polygonbaserad vid export till W3D-formatet. Genom
att göra förändringar i basformen byggdes modellerna av de olika delarna upp. För att begränsa filstorleken valdes antalet polygoner till ett minimum för vad som ansågs nödvändigt. Hur många polygoner som var tillräckligt avgjordes genom att prova med olika många och helt enkelt titta på resultatet. För att ytterligare tydliggöra hur slutresultatet blir gjorde renderingar, som studerades. Mer detaljerade delar av produkten, så som
indika-torer, siffror och mätare modelleras inte. Dessa illustrerades med texturer. Med vissa detaljer blev det svårt att avgöra om texturer eller modeller-ing var det bästa alternativet. Ett exempel på detta är pilen som visar vald dos på Lantus, samt den skruvformade delen av Genotropin Miniquick. I båda fallen valdes till slut modellering. Mätaren på Lantussrutan krävde väldigt få ytor och modelle-rades därför. Den var dessutom lätt att modellera, det hade tagit längre tid att göra en bild. Skruvfor-men på Genotropin Miniquick modellerades också. Här handlade det om att resultatet blev mer tydligt med en riktig skruvform än en bild. Skruven spelar en stor roll i produktens funktionalitet, varför det var viktigt att det framgick hur den såg ut.
På de flesta av de runda objekt användes funktionen smooth för att göra resultatet mjukare och mer tilltalande. Detta påverkade inte filstorleken nämnvärt.
Detaljrikedom kontra filstorlek blev egentligen aldrig ett större problem. Båda produkterna var enkla och tacksamma att modellera och kom båda två att väl återspegla respektive original; hög grad av stilisering blev inte nödvändig. Jag valde dock att utesluta produktloggor och annan för instruktionerna oviktig information. Delvis för att begränsa filstorleken, men också för att minska på antalet eventuellt förvirrande detaljer. Hade produkterna varit mer komplexa hade det kanske blivit nödvändigt att dra ner på antalet detaljer ytterligare och därför gå ifrån originalutseendet något.
Fingrar
Hur pass tydligt sådant som knapptryckningar och vridande på olika instrument skulle vara, var en av frågorna i arbetet med animationerna. Några olika alternativ för att visualisera detta pro-vades. Först gjorde försök att inte ha några fingrar alls med. Detta blev inte tydligt nog, eftersom projektgruppen ansåg att det då blev otydligt huruvida olika funktioner skedde automatiskt eller om de krävde interaktion med produkten. Efter detta testades en kraftigt stiliserad typ av fingrar som bestod av tvådimensionella svarta ytor. Dessa hade snarare en förvirrande verkan än fyllde någon funktion; de liknade inte fingrar tydligt nog. Ett tredje försök gjordes där tredimension-ella fingrar modellerades upp. Dessa fyllde sin funktion. På grund av de modellerade fingrarna blev filstorleken något större. Trots 3D-applikationens informativa karaktär, krävdes här visuellt relativt tilltalande händer. Ett allt för oatraktivt resultat kan verka störande för användaren och fungera som ett hiner för instruktionerna.
Fingrarna modellerades på i stort sätt samma vis som sprutorna, en bild av i detta fall tumme och pekfinger som grund och med efterföljande polygonmodellering. För denna mer organiska typ av objekt krävdes mer modellering än för sprutornas mekaniska former. Det tog också betydligt
Figur 14 & 15: Både pilen på lantussprutan och skruvformen på Genotropin Miniquick modellerades.
längre tid att få till naturtrogna fingrar. Till att börja med behövdes fler ytor. Någon form av mjukgörande funktion behövdes också. I detta fall valdes funktionen “Mesh smooth” i 3d-studio Max. Formerna kom att upplevas som fingrar även om likheten blev alldeles slående.
Fingrarna såg vid det här laget avhuggna ut, vilket inte var speciellt tilltalande. För att undvika detta eller för att undvika modellerandet av en hel hand, användes en mappning med övertoning från hudfärg till genomskinlighet. Med en sådan blev resultatet mer behagligt. Exporten till W3D klarar inte av att hantera denna typ av genomskinlighet. Fade-mappen fick därför monteras på plats i efterhand, efter export, i utvecklingsverktyget Macromedia Shockwave.
Eftersom hanteringen av de båda sputorna lämpligt illustreras med hjälp av tumme och pekfin-ger, kunde samma fingrar användas i båda animationerna.
Hud
Det hudveck i vilket själva injektionen sker modelle-rades enkelt upp med en böjd yta, som fick illustrera ett lår. på vilken samma färg som fingrarna sattes. Vid injiceringen skall man då man brukar produkten nypa tag i en hudflik och i denna sätta nålen. Valet blev att inte modellera själva vecket utan att istället nöja sig med att fingrarna placerades i ett ”nypläge” på huden (bilden till höger). Att animera fingrar som nyper och skapar ett hudveck hade både varit tidskrävande och krävt fler ytor och därmed resulterat i större filstorlek. Hade anima-tionen varit helt fristående utan det stöd av text och videokommunikation som verktyget innehåller, hade denna lösning troligtvis inte räckt. Men eftersom anima-tionerna inte är fristående ansågs att denna lösning vara tillräcklig.
Övrig modellering
Animationerna stöds av texter som är integrerade i spelaren och presenteras vid olika delar av handhavandet. För att göra användaren uppmärksam på när texten behöver läsas för att tydlig-göra instruktionerna behövdes något som skulle tydlig-göra användaren uppmärksam. Det bestämdes att ett utropstecken var lämpligt för detta ändamål. Detta modellerades enkelt genom att först använda textverktyget i 3D Studio Max och sedan konvertera formen till en editable poly.
Figur 16: Injicering av tillväxthormon hos Genotropin Miniquick. Instruktionerna stärks av stödtext i läsaren. Utropstecknet gör användaren upmärksam på att läsa stödtexten.
Mappning och ytor
Texturer är ofta den komponent som tar störst plats i modeller. Det var därför viktigt att hålla ner filstorleken på texturerna till ett minimum för vad som var nödvändigt och att använda så få som möjligt. Eftersom många inzoomningar görs i animationen var det viktigt att texturerna var tydliga även på nära håll. Att hitta rätt balans mellan filstorlek och visuellt tillräckliga texturer var något som lades vikt vid. Det blev många tester med olika storleksförhållanden innan rätt balans hittades
Bilderna som användes för mappning till sprutorna sparades som png-filer i gråskala, för att de skulle bli så små som möjligt. Till fingrarna användes formatet .tiff, då detta format genom sin alpha-kanal klarar av en övergång från färg till genomskinlighet. Png-filerna blev av obetydlig storlek medan tiff-filen blev ganska stor.
UVW mappning användes för att fästa bilderna på modellerna.
Övriga komponenter i modelleringsarbetet
Shadern blinn är förinställd i 3D-Studio Max och var också den som användas på alla modeller. Den översattes väl till Gouraud, som är den enda shadern W3D-formatet hanterar Ingen märkbar skillnad i ytorna kunde märkas efter exporten.
Animering
Med storyboarden som bas började jag arbeta med animationerna.
Begränsningarna i W3D-formatet innebar att animerandet fick ske med relativt analoga metoder. Detta innebar att objekten fick förflyttades med förflyttningsverktyget. Finjusteringar av position-eringar gjordes sedan med hjälp av verktyget ”Track View - Curve Editor”.
För många samtida rörelser i de tre olika riktningarna (x,y och z) innebar problem efter exporten. Skakiga rörelser uppstod, kombinerades detta dessutom med rotationer blev det än mer prob-lematiskt. För att undvika detta gjordes rörelserna så enkla som möjligt. Då rörelser i flera led behövdes delades de upp mellan olika frameintevall. Ett exempel med appliceringen av nålen på lantussprutan: Först förflyttades nålen (som fortfarande sitter fast i locket) nedåt i leden y och z. Den placeras sedan på plats genom en rörelse i y-led. Varefter den roteras på plats runt y-axeln. En startposition där de båda komponenternas mittpunkter ligger på samma koordinat i x-lex användes, för att undvika rörelser på också den axeln.
Att förflytta mer avancerade former orsakade också problem vid exporten till W3D-formatet. Detta var fallet med fingrarna i animationen. För att komma runt detta användes en genomskinlig
Figur 18: Dosväljaren på Lantussprutan illustrerades med hjälp av en .png bild i grå-skala (storlek 4 kb). Måttet i pixlar är 509 x 182. Figur 17: På fing-rarna monterades en .tiff bild med en enkel övertoning från färg till genom-skinlighet (storlek: 800 kb). Måttet i pixlar är 800 x 400.
Sprutan är stilla. Locket och kuben som fingrarna är kopplade till förflyttas i z- och y-led.
När samtliga objekt har samma position i z-led förflyt-tas locket på plats i y-led. När locket är rätt
positio-nerat i y-led, roteras locket och kuben (till vilken fing-rarna är kopplade) på plats runt y-axeln.
Samtliga objekt har under hela sekvensen samma position i x-led.
kub till vilken fingrarna kopplades med verktyget ”select and link”. Flyttas sedan kuben till vilken fingrarna är kopplade, fungerar rörelserna utan problem. Att undvika förflyttning i för många led under samma frame-intervall gäller också för kuben.
När två objekt ska flyttas tillsammans är det viktigt att de rör sig från exakt samma utgångspunkt. För att de skulle göra detta sattes “pivot point” till exakt samma koordinater för båda objekten, då de är placerade i utgångspunkten för deras gemensamma rörelse. Rör man sedan på dem sam-tidigt kommer de att följas åt.
När objekt inte skulle vara med i animationen förflyttades de väldigt långt bort, utom synhåll. Kamerans position går att rotera och zooma i den slutgiltiga webbapplikationen, varför det var viktigt att objekt som inte ska synas inte heller gjorde det vid användarens justering av kamerans position. Det var också här viktigt att inte förflytta objektet på för många axlar samtidigt, det räcker med förflyttning långt bort på en axel.
Hastighet
Hastigheten i animationen var det som justerades sist. Det var relativt enkelt, efter det att man har ett färdigt skeende, justera längden på intervallen genom att flytta på nyckelbildrutor. Detta genom att markera de aktörer som är med under intervallet och sedan flytta på de frames som därmed blir synliga (objektens frames blir synliga då objekten är markerade).
Vid injiceringen i handhavandet för båda sprutorna ska nålen vara instucken under en viss tid. Det diskuterades huruvida detta skulle illustreras med ett lika långt intervall i animationerna. Valet
Fgur 20: Animeringsarbetet gjordes genom att förflytta objektet med förflyttningsverktyget. Sedan justerades längden på förflyttningarna genom att flytta bildrutorna på skalan. Mer exakta positioneringar gjordes sedan med hjälp av verktyget ”Track view - Curve Editor”. Figur 19: Ett exempel på animering med förflyttning i så få led som möjligt.
blev att låta nålen vara instucken lika länge. Detta påverkade inte filens storlek nämnvärt och det upplevdes inte störande att animationerna blev något längre. Också detta moment tydliggjordes ytterligare med ett utropstecken och hjälptext.
Kamera
Då det vid export var känsligt med för mycket rörelse hos aktörerna i animationen lät jag kamer-an göra stora delar av jobbet. Genom att zooma eller rotera kamerkamer-an gjordes momenten tydligare; zoomning på t.ex. vridandet på ett reglage hjälpte till att fokusera på vikiga delar av handhavan-det.
Basdelen på sprutorna förflyttades aldrig under animerandet. Detta underlättade positioneringar-na av de objekt som interagerade med den. Återigen var det kameran som här gjorde jobbet. Jag ställde in kamerans brännvidd på 43.4 mm. Beroende på hur stor modellen är kan olika in-ställningar behövas. Det var enkelt att i 3D-studio Max prova mig fram till en lämlig brännvidd. Detta var också den ända inställningen jag ändrade på för den “free camera” jag använde.
Ljus
Vad gäller belysningen är det viktigt att alla vinklar av modellen lyses upp och att ljuset är lika starkt på alla delar. Runt sprutorna placerades vardera tre ljuskällor av typen “omni light”. Denna typ fungerar som en glödlampa och ger ett jämnt ljus över hela scenen. Att kombinera flera av denna typ av ljuskälla fungerar också utan problem.
Export
När animationen är klar exporteras filen till formatet W3D. Man har i exporten möjlighet att välja vilka komponenter som ska exporteras (bilden till höger). Jag valde att importera alla komponenter. “Geometry resources” är själva modellen. “Shaders” konverteras till Gouraud, eftersom jag använde Blinn blev det en lyckad export. “Texture map resources” är bilderna som använs som ytor, oavsett vilka man använt i modelleringen konverteras de till förmatet jpg vid export. “Material resources” bestämmer om information om mate-rial ska exporteras till w3d-filen. “Light resources” om man vill exportera ljuskällorna. Det går att exportera maximalt 8 ljuskällor, jag använde tre till båda animationerna. “Ani-mation” är själva animationerna, och exporterades alltså. “Scenegraph Hierarchy” ska alltid exporteras om man ska exportera en hel scen till W3D, vilket var fallet i mitt arbete.
Figur 21: I denna ruta väljer man vilka delar av materialet som ska importeras. Jag kryssade i samtliga.
Figur 22: Värdet 100 ger en kvalitet som i W3D-filen så mycket det är möjligt återspeg-lar originalet.
Vid exporten har man möjlighet att välja med vilken kvalitet filen skall exporteras (bilden till höger). Då jag varit noga med att begränsa filstorleken genom att använda så få polygoner som möjligt, samt genom att begränsa storleken på texturerna kunde jag välja 100% på samtliga parametrar och ändå inte få för stora filer som resultat. Jag provade att ex-portera med lägre värden på de här parametrarna. I fallet med texturerna blev mätarna för otydliga i animationen. Det var viktigt att användaren skulle kunna läsa vad som visas på texturerna även vid nära insomning. Geometrin var begränsad som den var
och exporterades därför med 100%. 100 valdes också på animationskvalitet, eftersom resultatet i W3D annars blev något hackigt.
Filstorlek
Efter export till W3D-formatet hamnade Lantus (bild av modellen nedan till vänster) med ani-mation på 262 kb och Genotropin Miniquick (bild av modellen nedan till höger) på 297 kb. Filerna blev alltså inte speciellt tunga. Längden på Lantusanimationen var betydligt längre, men detta är alltså inte det som avgör hur stora filerna blir. Varför Genotropin Miniquick blev större har att göra med modelleringen av den skruvformade komponenten, som innehåller ett stort antal polygoner. Tiff-filen med övertoning som används på fingrarna monterades i efterhand (i Macromedia Shockwave) och är inte inräknad i nämnda filstorlekar. Dessa ligger på 800 kb per animation. Slutresultatet blir alltså något över en mb per fil. Detta bör anses som en relativt liten storlek. 1 mb är inte tungt för användaren att ladda ner.
Reflektion över arbetet
Arbetsmetod
När jag tittar i tillbaka på arbetet med de modeller och animationer jag tog fram har jag förstått att ett strukturerar arbetssätt inte är att underskatta. Arbetet med Lantussprutan som var den första, inbegrep mycket arbete av att prova mig fram till olika lösningar utan att egentligen först undersöka vilken som var den bästa. Speciellt gäller detta animeringsskedet av arbetet. En mer genomarbetad storyboard med bilder av hur skeendet mer exakt skulle illustreras hade gjort arbetet mer effektivt. Det är inte alltid så bra att prova lösningar i modelleringsprogrammet direkt eftersom arbetet då blir väldigt tidskrävande. Penna och papper är något man inte bör glömma bort.
Arbetet med Genotropin Miniquick gick betydligt bättre, mycket tack vare att jag då redan hade tagit fram en liknande produkt och kännde till problemen som kunde uppstå, men också för att dess handhavande krävde betydligt mindre och enklare animering.
Texturer
Fingertexturerna hade kunnat göras betydligt mindre för att begränsa filstorleken ytterligare. 800 x 400 är onödigt stort för en textur med en övergång från färg till genomskinlighet, utan egentliga detaljer. Genom att halvera dimensionerna hade filen blivit hälften så stor, vilket hade gjort stor skillnad på storleken på slutprodukten. Detta hade kortat ner nedladdningshastigheten på ett 56k modem med över en halv minut, vilket i sammanhanget är ganska mycket.
Polygoner
Polygonantalet hade på vissa detaljer kunnat minimeras ytterligare. Jag modellerade upp model-len utan att tänka så mycket på vilka delar som var viktiga för handhavandet och skulle komma att spela en stor roll i animationen. Dessa komponenter hade kunnat modellerats upp med färre polygoner, vissa hade tom kunnat uteslutas.
Diskussion
Med arbetet med sprutorna och den litteraturstudie som föranlett denna rapport som grund följer här en sammanfattning av de, i mitt tycke, viktigaste och mest intressanta aspekterna kring objek-torienterad 3D för Internet.
Produktion
Filstorlek
All typ av media som ska publiceras på webben kräver anpassning för att lättare kunna laddas upp och läsas av användaren. Man drar ner på antalet pixlar i bilder och video visas inte i full-skärmsläge. 3D är inget undantag. Anpassning ter sig olika beroende på hur 3D-applikationen är tekniskt beskaffad. Är applikationen uppbyggd av bilder som tillsammans skapar ett panorama eller liknande, är det bilderna som tar plats. Består applikationen av riktig 3D som användaren interagerar med är det modellen med eventuellt tillhörande animation och mappning som kräver utrymme.
Beroende på vilken uppkopplingshastighet målanvändaren sitter på bör man ta fram material som för användaren blir så tillgängligt som möjligt. Att ladda ner de 3D-animationer för AssistansPlus som jag tillverkat, tar på ett 56k modem minimum 2:30 minuter. Även om de flesta idag sitter på snabbare uppkopplinar än så, måste man räkna med dessa om de befinner sig i målgruppen. Att minimera storleken på filen även om det handlar om bara ett par hundra kb blir därför betydelse-fullt.
Polygonbudgetering
Att ta fram 3D för webben involverar alltid att använda så få polygoner som möjligt och ändå få ett visuellt tillräcligt material. En metod som enligt Abouaf (2001) ofta används av 3D-utvecklare är att ge viktigare komponenter ett större polygonantal medan man gör mindre viktiga detaljer mer polygonfattiga. Han ger ett exempel “...if you’re creating a shooter game, you might budget minor characters at under 1000 polygons and main characters between 1300 and 1500, with an onscreen budget of 3000.”
Texturering
På de flesta 3D-modeller använder man texturer på delar av ytorna. Eftersom de ofta tar mycket plats bör man använda texturer mycket sparsamt.
Det finns stora möjligheter att hålla ner filstorleken genom att arbeta med texturer effektivt. Istäl-let för att modellera upp avancerade detaljer räcker det ofta med att tillverka en bild av detaljen och sedan sätta denna på modellen. Om rätt bildformat används hålls filstorleken ner effektivt. Beroende på vad som skall illustreras med texturen, kan valet av bildformat variera. Vissa illustar-tioner kräver ett bildformat med fler egenskaper medan en annan kan kräva ett enklare format. Texturerinr är en stor del i arbetet med 3D-modeller inom spelindustrin. För att hålla ner stor-leken på modeller måste man dra ner på antalet ytor. För att inte grafiken ska bli undermålig används denna ofta avancerade teknik. Genom att tillverka bilder som är skräddarsydda för den position på modellen där den ska sitta, ger man en illusion av att modellen har fler ytor än den egentligen har. Detta är något man även kan applicera på modeller som används i Internetsam- 24
Modellera efter en mall
Vid mycket modelleringsarbete handlar det om att avbilda en verklig produkt. För ett lyckat material krävs ofta ett bra referensmaterial i form av bilder eller t.o.m. ett fysiskt exemplar av den aktuella produkten.
Då sprutorna inte var av speciellt avancerad konstruktion, åtminstone inte vad det gällde de ele-ment som skulle komma att modelleras, räckte det med tydliga bilder av sprutorna som referens-material.
Vid ett tidigare projekt jag var del i, var uppdraget att modellera en interiör och av denna tillverka ett panorama där användaren kunde klicka på vissa objekt. I detta fall krävdes ett stort antal fo-tografier av både interiören och de objekt som skulle modelleras. Fofo-tografier från olika vinklar av ett objekt är ofta nödvändigt för att en lyckad 3D-modell.
Då mer avancerade produkter skall modelleras bör det vara en fördel, då detta är möjligt, att ha ett exemplar av den fysiska produkten som referens. Detta för en mer exakt återgivning av produktens attribut, så som mått och storleksförhållanden.
Stilisering
I vissa sammanhang kan det vara bra att utesluta information som är irrelevant, förvirrar eller är onödig och istället fokusera på det man vill förmedla med modellen. Här blir svårigheten snarare än att så noga som möjligt efterlikna orginalet, att skära ner på mindre viktiga detaljer och lyfta fram de mer relevanta.
Viss grad av stilisering blir ofta nödvändig då det handlar om att skapa avancerade modeller med många ytor. Sprutorna var enkla i sin form men jag valde att ändå dra ner på detaljer som för handhavandet inte var relevant.
Roll på Internet
Synen på 3D är något annorlunda än synen på annan media som tex text, film och bild. Detta har flera anledningar. Man är van vid att se 3D som ensam mediatyp i t.ex spel eller animerad film. Mediet har inte slagit igenom på webben, vilket medför att användare inte är vana vid att se det ihop med andra mediaformer. Att 3D i jämförelse med annan media är mer komplicerad, både att ta fram och ofta också för användaren att ta till sig, är också en orsak.
3D är den mediaform med vilken man har högst möjlighet att simulera verkligheten. Finns ett sådant behov för att t.ex. tydliggöra ett handhavande eller för att presentera en produkt i ett helhetsperspektiv, är 3D en mycket bra lösning. Man bör dock inte lita på mediet som tillräckligt i sig självt, utan istället bädda in det tillsammans med andra mediatyper.
Text och bild är de vanligast förekommande inslagen på Internet idag. 3D ska inte ta över deras roll, snarare när det finns ett värde av det, fungera i samklang med dem. Det finns emellertid, utöver den hos många inkörda synen på mediet, några hinder på vägen.
Användarinteraktion
Många är ovana vid att interagera med 3D varför det ofta är viktigt att användarinteraktionen är enkel och tydlig. Att ge användaren möjligheten att inte behöva interagera med innehållet, även
