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3D-PDF kostenlos mit Open Source

15. April 2009

PDF-Presentation

Das 3D-PDF-Format ist nahezu ideal, um platte 2D-Zeichnungen in die dritte Dimension zu bringen und damit insbesondere kompliziertere Bauteile und Baugruppen einfacher zu visualisieren. Nur leider scheint es auf dem Markt der 3D-PDF-Erzeuger fast ausschließlich mehr oder minder kostspielige Tools zu geben.

Wie man trotzdem kostenlos und ohne Lizenzkosten sehr einfach aus 3D-Modellen interaktive 3D-PDF-Dokumente erzeugt, veranschaulicht dieser Artikel. Zwei Open Source Programme verhelfen Ihnen dazu. Selbst eine Batch-Lösung zur Konvertierung von Massendaten steht Ihnen damit zuer Verfügung.

Wie kommt das 3D-Modell in ein PDF ?

CATIA V5

Zunächst einmal die Randbedingungen und etwas Zusatzwissen, wie üblicheweise ein 3D-Modell in ein PDF kommt.

Adobe hat in seiner PDF Spezifikation aktuell genau zwei Möglichkeiten vorgesehen, interaktive Daten, sei es ein Multimedia Film oder eben ein 3D-Modell, in einem PDF-Dokument einzubetten:

Einbetten eines U3D-Modells (Universal 3D, ein offenes 3D-Format, welches immer mehr Akzeptanz findet), lesbar ab Reader 7
Einbetten eines sog. PRC-Modells (proprietäres 3D-Format mit sehr guten Eigenschaften, eigentlich von Adobe), lesbar ab Adobe Reader 8

An dieser Konstellation sieht man, dass das PDF-Format Adobe schon sehr viel bedeutet. Denn es erlaubt zum einen Open Source Tools, ebenfalls 3D-PDF-Dokumente zu erzeugen und hält natürlich den Königsweg für Adobe selbst offen. Adobe Acrobat ist also das Tool, welches immer die besten Resultate liefern wird - wie in der Vergangenheit mit Ghostscript gewesen.

Das PRC-Format wird im Übrigen mit einem Converter z.B. in Adobe Acrobat Pro Extended erzeugt, welches mal von einer Firma TTF entwickelt wurde, welches wiederum von Adobe aufgekauft wurde. Es ist aber ein sehr genaues Format, welches nahezu exakte Geometrie liefert und noch viele weitere Vorteile haben soll.

Das U3D-Format hingegen wird mittlerweile von vielen aktuellen CAD-Systemen unterstützt und ist eben nicht die beste aber eben eine freie Variante.

Meshlab erzeugt das neutrale U3D -Format

Meshlab

Der hier skizzierte Weg führt natürlich über U3D. Und dazu benötigen wir ein Programm, welches ein aus jedem 3D-CAD-System exportierbares Format einlesen kann und in das U3D-Format konvertieren kann. Meshlab ist so ein Werkzeug, was dies beherrscht. Es kann unter vielen anderen Formaten auch VRML und STL einlesen, welches in der Regel ohne Zusatzlizenz exportiert werden kann. Nun sind die Formate VRML und STL nicht gerade die Besten um sehr große Baugruppen oder Modelle zu konvertieren, da es sog. tesselierte Formate (oftmals aus vielen Dreiecken gebildete Flächen) sind und keine ganzen Flächen oder solide Körper darstellen. Aber für Visualisierungszwecke reicht dies es allemal.

U3D-File + TEX-File

Achtung: im Moment steckt noch ein Bug im Meshlab. Wenn das U3D-Modell nicht erzeugt werden sollte, verwenden Sie lieber die aktuellen Beta-Versionen .

Keine Angst vor LaTEX oder MikTEX

Ein weiteres Werkzeug namens Miktex erlaubt die Einbindung des U3D-Modells in ein PDF-Dokument. Miktex ist ein Ableger des Text-Satz-Systems LaTEX für Windows. Es beinhaltet (online nachladbar) ein Paket namens movie15, welches Multimedia-Objekte und eben auch U3D ins Dokument einbetten und mit dem Kommando pdflatex als PDF ausgeben kann. Mit LaTEX lässt sich das künftige 3D-PDF-Dokument natürlich nach belieben aufbauen und als Template verwenden.

PDFLatex (Miktex)

Keine Angst, Sie müssen kein LaTEX lernen. Meshlab tut dies für Sie und erzeugt beim U3D-Export gleich ein .tex mit, welches Sie nur noch mit einem Aufruf von pdflatex direkt ins 3D-PDF-Format wandeln können.

In Kürze dargestellt

3D-PDF in Adboe Reader

Export VRML aus CAD-System
Import des VRML in Meshlab und Export als U3D
Konvertieren der .tex-Datei mit pdflatex nach 3D-PDF

Glauben Sie mir, Sie benötigen hierfür keinerlei Wissen über LaTEX. Wenn Sie es aber dennoch können, ergeben sich für Sie noch viel mehr Möglichkeiten als nur einfache 3D-PDF-Dokumente.

Kleine Geheimtipps

Meshlab kann auch im Batch verwendet werden. Das Tool dazu heißt meshlabserver.exe im Meshlab Programmverzeichnis. Damit lassen sich dann sogar massenhaft Daten konvertieren und in den Arbeitsablauf im Unternehmen integrieren.
Meshlab und Miktex sind im Quellcode verfügbar. Beide Tools lassen sich easy auf dem MAC verwenden.
Es gibt als Meshlab-Alternative noch ein kostenloses aber nicht freies Tool namens DAZ Studio. Ein Tutorial dazu.

Wenig Nachteile neben vielen Vorteilen

Die im CAD-System farbig dargestellten Modelle werden im 3D-PDF grau dargestellt. Im Moment überträgt Meshlab die Farben noch nicht.
Sehr große Modelle lassen sich meist nicht konvertieren