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CAD Einführung


Böse Zungen aus der Gründerzeit der Rechner benennen CAD mit Control Alt Delete, das eine Tastenkombination darstellt, die den Rechner neu starten läßt, wenn er sich mittelschwer verrannt hat. Aber CAD ist die Abkürzung für Computer Aided Design was soviel heißt wie Computer unterstützte Entwicklung.

Namensfamilie


CAD ist ein Teilbereich aus der Gruppe CAE (Computer Aided Engineering). Unter CAE findet sich auch CAP (Computer Aided Planning) bei dem es um Arbeitsvorbereitung und Materialfußplanungs Methoden handelt. CAM (Computer Aided Manufacturing) sorgt für den Wareneingang, Transport und Entsorgung. CAQ (Computer Aided Quallity Assurance) ist die Bezeichnung für Prüfprogramme, Inspektion und Prototyping.

Verläßt man den CAE Bereich so werden die Betriebswirtschaftlichen, Kaufmännische und Personalbelange unter CAO (Computer Aided Office) zusammengefaßt und die Auftragsveranlassung und Überwachung wird hier mit PPS (Produktionsplanung und Steuerung) bezeichnet.

Eine Fraktion sagt daß sie mit Ihren Skizzen und technischen Zeichnungen am Reißbrett wesentlich schneller sind als am Rechner und außerdem muß man nicht erst das Programm als solches erlernen. Damit haben Sie recht. Die Technikgläubigen sagen das mit dem Rechner nun alles möglich ist. Filme wie Matrix oder ein Blick in die Konstruktionsabteilung eines großen Automobilherstellers bestätigen die andere Seite auch. Betrachtet man den Ist- Zustand in unserer Branche ergibt sich folgendes Bild:


Ein großer Vorteil der CAD Systemen ist im Gegensatz zu den oftmals noch eingesetzten herkömmlichen Reißbretter die Unabhängigkeit vom Standort. Einmal im CAD-System erzeugte Daten können via Internet/DFÜ übermittelt werden und so jegliche Entfernung überwinden. Diese Fähigkeit bietet auch weit voneinander entfernten Entwicklungs- und Konstruktionsteams die Möglichkeit der virtuellen Zusammenarbeit.


Man kann kleine Änderungen sehr schnell einarbeiten und hat wieder ein optisch einwandfreies "Papier-Orginal" oder man kann bei entsprechender Strukturierung der Zeichnung Informationen beliebig ein- oder ausblenden. Weitere Vorteile gibt es, wenn man mit Zusatzsoftware weitere Funktionen ermöglicht, wie z.B. Zeichnungsverwaltung, automatische Generierung von Stücklisten, Übernahme der Geometriedaten für die Programmierung oder ein Berechnungsprogramm.


3D-Systemen ermöglichen zum einen das Generieren eines dreidimensionalen Objektes, welches anschließend in zweidimensionalen Ansichten projiziert und in diesen weiter bearbeitet werden kann. Die Features dieser meist modular aufgebauten Lösungen reichen von herkömmlicher dreidimensionaler Darstellung über photorealistische und präsentationsfähige Rendering Engines die heute bereits als Videosequenzen mit plastischer 3D Darstellung via Shutterbrille gereift sind, bis hin zur Funktionsanalyse.


Innerhalb des ganzheitlichen Produktentstehungsprozesses bilden CAD-generierte Daten die Basis für viele angegliederte Systembausteine. In diesem Zusammenhang sind z.B. Rapid Prototyping-Systeme auf dreidimensionale Daten angewiesen, um entsprechende Modelle fertigen oder überprüfen zu können. CAD-Systeme können in komplexeren Netzwerken mit CAM, oder CAQ verbunden werden, womit die Zeit der eigentlichen Produktentwicklung erheblich verkürzt werden kann.


Je nach Anforderung der Software und Komfortbedürfnis benötigt man für einen CAD Arbeitsplatz einen handelsüblichen Rechner mit dem üblichen Zubehör wie Tastatur, Maus, Monitor, Drucker bis hin zur Workstation mit einem dual Prozessor Mainboard. Soll intensiv auf dem System gearbeitet werden, so sind Systeme mit zwei Grafikkarten oder einer dual Head Grafikkarte von Vorteil. Damit lassen sich zwei Monitore am System anschließen, wobei dann einem doppelt soviel Informationsfläche zur Verfügung steht. Meist werden die Befehls und Funktionenfelder auf einem Monitor angeordnet, wogegen die Kontrollzeichnung auf dem anderen Monitor Platz findet. Wichtig dabei ist auch die Auswahl der Komponenten in Zusammenhang mit dem Betriebssystem, denn der Teufel steckt im Detail. Nur so nebenbei als Beispiel: Wenn man z.B. unter Windows 98 SE mit zwei Grafikkarten einwandfrei gearbeitet hat und auf Windows 2000 umsteigt, so kann es passieren, das nur noch eine Grafikkarte unterstützt wird, da Windows 2000 eine Option eines abtrennbaren Videospeichers benötigt und gerade die vorhanden Videokarte dieses nicht unterstützt.


Ein Digitizer Board kann die Eingabe der Befehle aufgrund des Befehlstastenfeld erleichtern (Operator kennen diese Funktion z.B. auch von einigen Stellpulten) und es ist überaus hilfreich, wenn man aus bestehende Plänen die Punkte der Zeichnung übertragen möchte. Dazu benutzt man eine Digitaliesierlupe auch Puck genannt oder einen Digitalisierstift auch Stylus genannt, mit dem man den Punkt auf der Zeichnung über dem Board mit dem Fadenkreuz des Pucks oder mit dem Stift anklickt. Ist aber für die Zwecke im Eventbereich meist nicht notwendig.


Natürlich ist der Aufbau eines Netzwerk interessant um gemeinsam mit den betreffenden Abteilungen am Projekt zu arbeiten. Z.B. nach Erstellung der Bühnenpläne können die Werkstätten entsprechend der Detailzeichnungen Ihre Objekte fertigen, während die Beleuchtungsabteilung Ihren Lichtplan darauf aufbaut, und der Bühnenmeister den Umbau und die Lagerung organisieren kann.


Spätestens hier stellt sich die Frage nach dem Ausgabemedium. Soll in Farbe präsentiert werden und wie groß soll die Zeichnung ausgedruckt werden? Ist für den Betrieb auf der Bühne das gewählte Format auch praktisch zu handhaben? In der Praxis hat sich ein Standarddrucker Din A4 oder Din A3 bewährt und bei begründeten Anforderung ein zusätzlicher Plotter des entsprechenden Formates. Ist das Geschätzte Aufkommen großer Print-outs gering aber möchte dennoch nicht darauf verzichten, so kann man in vielen Copier-Geschäften seine Dateien auch kostengünstig im gewünschten Format auch ausdrucken lassen, genauso wie man mit seinen Dateien zum Fotoladen geht und seine Bilder in erstklassiger Qualität zu Papier bringen läßt.


Natürlich gibt es auch Firmen wie Preview Entertainment Technology GmbH die sich darauf spezialisiert haben Grundrisse, Detailpläne, Lichtpläne, Bühnenpläne zu erstellen. Dies ist besonders interessant wenn man sein Bühnenhaus einmal erstellen läßt um dann mit seinem eigenen kleinen System nur noch die Szenenbilder darauf einzubinden.


Viele Firmen sind im Laufe der Jahre gewachsen und wenn zu Beginn nur der Firmengründer am Rechner gearbeitet hat, so greifen heute viele Personen auf den Server zu und meist speichert jeder seine Dateien dort wo er sie glaubt am sinnvollsten abzulegen. Demzufolge herrscht oftmals ein gewisser Wildwuchs den es zu lichten gilt. Hier sollte man eine Person für die Anlage in Verantwortung benennen. Dieser erläßt die Vorschriften zum Dateihandling, Nutzung privater Dateien, Zugriffsrechte, Freigaben und Paßwörter. Auch sollte man sich bei größeren Projekten im Vorfeld überlegen wie die einzelnen Aufgaben im System aufgeteilt und wieder zusammengeführt werden können. Ein klassisches negativ Beispiel ist die Adressenverwaltung. Der eine arbeitet mit Outlook, der andere legt diese in Excel an und der Datenbankguru hat schon längst die Lösung in Access. Von Version- Verträglichkeiten einmal abgesehen.


Ein System muß auch gepflegt werden und dazu gehört auch die Inventurliste. Welche Erweiterungskarten befinden sich in welcher Maschine und wie ist Sie adressiert? insbesondere bei Kleinfirmen werden Karten zwischen den Rechnern bei Bedarf eben mal schnell ausgetauscht. Und wenn dann das System stehenbleibt, muß erst langwierig recherchiert werden aus welchen Komponenten die Maschine besteht und wie sie konfiguriert ist. Eine Inventur der PC´s sollte einmal im Jahr erfolgen. Dies bildet auch die Grundlage bei Neuanschaffungen. Ist die neue Software mit den vorhandenen Komponenten noch kompatibel? Und wenn man schon ein Budget für das System veranschlagt, so ist zu beachten das Verbrauchsmaterial wie Druckerpatronen kein unerheblicher Faktor darstellt. Die unter dem Herstellungspreis angebotenen Tintenstrahldrucker werden über die Tintenpatronen zum größtenteils rückfinanziert. Hier ist das zu erwartenden Aufkommen inklusive aller Nebenkosten über ein Jahr als Vergleichsgrundlage zu empfehlen.


Auch die Verfügbarkeit des Systems spielt eine Rolle, genauso wie die Datensicherung. Dabei muß geklärt werden auf welchem Medium soll was gespeichert werden in welchen Zeitabständen und wer ist dafür verantwortlich. Auch das Abschotten des Systems gegen Angriffe von außen oder Vieren mittels Firewall oder anderen Mitteln kann nur so gut sein wie der Zuständige Kollege die Parameter solcher Schutzeinrichtungen vernünftig aktiviert.


Da es sich hier um Bildschirmarbeitsplätze mit entsprechenden Richtlinien und Verordnungen handelt, sollten sich auch Gedanken über die Räumlichkeiten angestellt werden. Insbesondere die Blendfreie Lesbarkeit des Bildschirms und die Temperaturentwicklung der Monitore werden oftmals unterschätzt. Auch die Strahlungsbelastung durch die Röntgenröhre des Monitors zur Rückseite hin ist bei Gruppenarbeitsplätze gegenüber den Kollegen nicht so nett aber dennoch meist unbedacht praktiziert.


Vergrößert man die Grafik, verliert man stark an Qualität, da die Bildpunkte an sich nur größer werden. Es wird eine Stufung erkennbar. Die Bilder sind deshalb nicht wirklich skalierbar und Informationen über einzelne Körper im Bild sind nicht existent. Deshalb sind diese Programme für CAD ungeeignet. Da jeder einzeln Punkt mit Ort und Farbwert abgespeichert werden muß, ist ein erheblicher Speicherplatzbedarf nötig. Deshalb existieren Kompressionsverfahren um diese Informationen auf geringerem Speichervolumen herunter zurechnen. Wird eine noch stärkere Komprimierung benötigt, um z.B. diese Bilder auch schnell im Internet beim Adressaten erscheinen zu lassen, nimmt man auch den Informationsverlust z.B. über Farben in Kauf. Man kann sie unterschiedlichen Verfahren auch an der Dateiendung erkennen.

Bei Programmen die Grafiken Vektor orientiert bearbeiten wie AutoCAD werden geometrische Formen (Kreise Rechtecke Linien) gespeichert. Z.B. ein Rechteck besitzt einen Ursprungsort sowie eine Ausdehnung in Länge und Höhe sowie Anstellwinkel. Deshalb können in Vektorgrafiken die Objekte frei skaliert und gedreht werden ohne das andere Informationen überschrieben werden. Außerdem können Objekten noch weiter Eigenschaften zugeordnet werden. Demnach nutzt man Vektor orientierte Programme für CAD. Dateien werden Plattform übergreifend meist in folgenden Formaten abgespeichert:

Erweitert man nun die X und Y Achsen um eine weitere Dimension der Z Achse kann man nun Körper im Raum beschreiben. Um die Achsen in den verschiedenen Ansichten zu beherrschen hilft die Rechte Hand Regel.


Der Daumen zeigt in die Positive X-Richtung, der Zeigefinger in die positive Y-Richtung und der 90 angewinkelte Mittelfinger gibt die positive Z-Achse wieder. Winkelmaße werden immer gegen den Uhrzeigersinn angegeben beginnend bei 3:00 Uhr mit 0 Grad.

Man erstellt technische Zeichnungen, indem man Linien und Kurvenstücke auf zweidimensionalen Zeichenebene (Bildschirm) darstellt, ähnlich wie mit Lineal, Zirkel, Bleistift auf Papier.

Wird nun in einem 2-D Programm eine Fläche gezeichnet, so erfolgt dies im 2-D-Kantenmodell.


Beim 3-D-Kantenmodell (Drahtmodellierer) liegen keine rechnerinternen Informationen über Bauteilegeometrie zwischen den Kanten vor.

Das Drehen des Körpers in beliebige Lage bzw. Änderung des Standpunktes ist möglich. Auch das Erzeugung beliebiger Ansichten, Perspektiven und Bewegungsanalysen von Bauteilen ist machbar. Aber Ausblenden von verdeckten Kanten oder das erstellen von Schnitten ist hierbei noch nicht möglich.

Wenn man dagegen Flächen zwischen den Kanten definiert erhält man das 3-D-Flächenmodell, bei dem keine rechnerinternen Informationen über Bauteilegeometrie zwischen den Flächen vorliegen. So kann man nun verdeckte Kanten ausblenden und Flächenabwicklung möglich werden.

Anstatt einen Körper mit Flächen zu beschreiben kann man Volumen zur Körperdarstellung benutzen.

Im 3-D-Volumenmodell werden vollständige rechnerinterne Information über Bauteilegeometrie (Addition und Subtraktion von Volumen) verwaltet. Zusätzlich zum Flächenmodell ist nun die automatische Zusammenstellung der Gesamtzeichnungen, Explosionsdarstellungen zur Montage und Wartung, Schattierungen und Lichtreflexe möglich.

Meist erhält man neben den 2-D üblichen Linien, Kreisen, Vierecken und Vielecken die für 3-D benötigten Körper in Form von Quadern, Zylindern, Kugeln, Kegeln, Pyramiden und Torus als direkte Auswahl angeboten. Dabei kann durch verzerren aus den Grundformen schon meist die benötigte Form kreiert werden bzw. aus Zusammenstellen mehrerer Grundformen neu erstellt werden.


Hat man seine Objekte zu seiner Komposition zusammengestellt, so möchte man dieses anschließend so real wie möglich betrachten können. Dazu müssen die Körper mit Oberflächen überzogen werden. Texturen stellen für eine Simulation die Oberflächen von Körpern dar.


Das Wichtigste bei der Berechnung wie etwas aussehen wird sind die Eigenschaften der Oberflächen. Z.B. die Zuordnung der Farbe des Stoffes, der Transparenz die beschreibt wieviel Licht durch den Stoff hindurch scheint, und die Reflexion des Lichtes am Stoff, in der Art von Glatt bis rauh. Der Brechungsindex und die Absorption des Materials wenn es lichtdurchlässig ist. Funktionen die Wasseroberflächen simulieren können muß man Phasenlage, Amplitude und Wellenlänge angeben. Auch ein Objekt kann selbst leuchten (Phosphoreszierend bzw. Fluoreszierend). Dies sind alles vorstellbare Parameter für Texturen zur Optischen Darstellung. Wird dagegen eine Software in der Akustik genutzt ist es unwesentlich wie die Fläche aussieht, sondern hier ist es interessant welche akustischen Eigenschaften diese Fläche besitzt wie z.B. der Absorptionsgrad bei den verschiedenen Frequenzen u.s.w..

Nachdem die Körper mit Texturen eine Oberfläche erhalten haben werden Lichtquellen (beim Ton wären es Tonquellen wie Lautsprecher) im Raum plaziert, um die Auswirkungen als fotorealistisches Bild betrachten zu können. Der Vorgang der Berechnung, wo meist eine Kombination verwendet wird, bei der aus dem Strahlengang des emittierenden Lichtes eine Anzahl von Reflexionen von dem vom Licht getroffenen Körper berechnet wird und vom Betrachterstandort aus der Lichteinfall von den reflektierenden Gegenständen zu einem Bild zusammengesetzt wird nennt man rendern. Je detailgetreuer das Ergebnis sein soll, um so länger muß gerechnet werden. Natürlich spielt auch die Komplexibilität der Szene eine Rolle, so das bei einem mittleren Event eine einzelne Berechnung auch mal einen Tag lang dauert.


Bei der Auralisation beim Ton werden ebenfalls Wellenreflektionen im Raum berechnet, um einen Klangeindruck an einem bestimmten Platz simulieren zu können.


Um eine einfache Linie in den Rechner einzugeben kann man verschiedene Wege beschreiten. Man kann eine Linie beschreiben indem man Koordinaten der Endpunkte angibt. Zwischen diesen Punkten ist dann die Linie eindeutig beschrieben. Oder man kann den Mittelpunkt, Ausdehnung und Ausrichtung angeben um eine Linie zu charakterisieren.


Bei einem Kreis kann man Mittelpunkt und Durchmesser zur Beschreibung nutzen, zwei Punkte im Durchmesserabstand reichen ebenso zu Eindeutigkeit aus oder man legt einfach drei Punkte auf dem Kreisumfang fest. Je nachdem ob man Objekte aneinanderreihen möchte wobei die Endlagen sicherlich hilfreich sind oder Objekte zentriert positionieren möchte, wobei die Mittelpunkt Koordinaten von Vorteil sind, sollte man sich die entsprechende Eingabeform auswählen. Einige Programme lassen verschiedene Eingabeformen im beliebigen Wechsel zu und andere sind nur mit einer Art ausgerüstet. Auch dies sollte man im Vorfeld für sich testen. Wenn Sie zum ersten mal mit CAD arbeiten, sollten Sie, um sich mit der Software vertraut zu machen, ein fertiges Projekt wählen, bei dem Sie alle Daten bereits im Vorfeld wissen. So können Sie das Verhalten der Software bei Eingaben kontrollieren. Außerdem sind bei einem Neukonzept nicht immer alle Maße bekannt, so das man beim erlernen einer Software mit zwei Problemen kämpfen muß. Auch soll Ihre Zielvorstellung, was Sie erreichen wollen, im Vorfeld geklärt sein. Z.B. wie sieht Ihre Raumaufteilung aus? Machen Sie sich vielleicht zur Erhöhung Ihrer Vorstellungskraft eine Skizze auf Papier. Welche Zeichnungen, Ansichten, Detailpläne werden benötigt oder anders ausgedrückt wem wollen Sie was mit der Zeichnung sagen? Auch bei der Informationstiefe zwischen nett anzusehen und viel zu aufwendig ist für das Verständnis abzuwägen. In welcher Form wird die Information am besten dargestellt? Welche Einheiten verwenden Sie? Der Maßstab muß festgelegt werden. Machen Sie es sich im Vorfeld klar, in welcher Rheinfolge die Zeichnung entstehen soll. Das heißt z.B. fangen Sie mit dem Dach an oder mit dem Fundament. Durch Spiegeln und Kopieren einzeln erstellter Objekte läßt sich oft der Gesamtaufwand erheblich minimieren. Insbesondere hier sollte im Vorfeld ein paar Momente inne gehalten werden um zu konzeptionieren als gleich den ersten Strich zu setzten.


Und zuletzt lernen sie jeden Tag eine neuen Befehl und benutzen sie den Befehl Hilfe.


Eine gut strukturierte CAD-Zeichnung besteht aus mehreren Layern, vergleichbar mehreren übereinandergelegten Transparentfolien. Jeder dieser Layer enthält bestimmte Linienarten oder Informationen. Durch Ausschalten eines Layers kann ein Teil der Zeichnungsinformation unsichtbar gemacht werden, entsprechend dem Entnehmen einer Folie aus dem Stapel.

z.B.:

Beschreibung LayerName

Kontour 0

Verdeckte Kanten 2

Gewinde und Hilfslinien 3

Bemaßung 4

Text 5 z.B. ....(Scheinwerfer) fixtures...........(Rigging) Truss

Akt 1 Bild 1 Aufbauten S1B1_blau

Akt 3 Bild 2 Aufbauten S3B2_grün


Je nachdem welche Möglichkeiten Ihnen zum Ausdruck der Arbeit zur Verfügung steht sollten Sie die Größe des Arbeitsblattes definieren. Es hat sich folgendes bewährt: Objekt +20% Reserve für Maße und Beschriftung

Damit sich die Bauteile ordentlich ausgerichtet werden und bündig aneinanderreihen, sind meist Fangfunktionen einstellbar. Wenn man mit seinem Objekt in die Nähe eines anderen Objektes kommt, so rutschen diese wie magnetisch angezogen zusammen und richten sich so exakt bündig aus. Auch kann man "Magnet"- Punkte wie ein Gitternetz über die gesamte Fläche verteilen. Das damit erstellte Raster kann man meist auch nach belieben so fein oder grob einstellen, wie man zum Ausrichten seiner Objekte am besten benötigt. Eine Erweiterung wie z.B. "Assembly" kann sogar Trusselemente untereinander oder mit Objekten zu einer Einheit zusammenfügen. Dann werden bei Verschiebung der Truss auch die angebrachten Objekte wie Movinglights mit verschoben. Idealer Weise sollte Horizontal und Vertikal getrennt eingestellt werden können. Eine ähnliche Funktion ist die Gruppierung. Dabei werden alle Markierten Objekte zu einer Gruppe zusammengefügt. Statt der einzelne Körper wird dann die gesamte Gruppe angewählt. Verschoben wird dann auch die gesamte Gruppe.


Unter Frame verstehen wir den Rahmen der die gesamte Zeichnung umgibt. Meist rechts unten befindet sich ein Bereich (Schriftfeld) in dem alle wichtigen Informationen dieser Zeichnung wieder zu finden sein müssen. Bei organischen Entstehungsprozess werden viele Versionen angefertigt und nach einiger Zeit fällt es schwer die gewollte Version aus den verschiedenen Derivaten herauszusuchen. Deshalb sollte nicht eine einzige Zeichnung angefertigt werden die kein Schriftfeld mit den aktuellen Daten und Versionsnummer angelegt ist. DIN 6771 T1 legt im Zuge wirtschaftlicher und organisatorischen Gründen ein gemeines Grundschriftfeld fest.

Es existieren CAD Programme die sehr spezifisch für nur einen Zweck zu nutzen sind wie z.B. Eagel um damit Leiterbahnen auf Platinen zu entflechten. Auf der anderen Seite sind Programme insbesondere mit Zusatzmodulen wie Auto-CAD für verschiedenste Einsatzbereiche einzusetzen. Dies macht eine Auswahl des richtigen Produktes nicht einfacher. Deshalb erfolgt hier eine kurze Auflistung von CAD-Programmen angrenzender Gefache. Dabei kann diese Auflistung bei weitem nicht den Anspruch auf Vollständigkeit erheben.


Architektur / Bauwesen / Stahlbau:


Auto-CAD, AcadGraph, CADdy, HiCAD, MegaCAD, XSTEEL, Turbocad 2D/3D, Pro Engenier, PKS

Davon ist AutoCAD das älteste und verbreitete CAD-Programm für den PC. Die Bedienung über Menüs und Symbolleisten entsprechen heute voll dem von Microsoft gesetzten Windows-Standart.


Elektrotechnik:


CADdy, ELCAD, EPLAN, HiCAD, Pspice, Eagle, Protel


Maschinenbau:


AutoCAD, CADdy, Cadkey, HiCAD, Inventor, IronCAD, LogoCAD, MegaCad, Rhinoceros, Solid Edge, Genius


Software Produkt- Datenmanagement:


HiCAD, GAIN


Ein Ziel kann es sein daß in der Planungsphase einer Tonanlage die Sprachverständlichkeit ermittelt werden soll bzw. mit welchen Equipment und bei welcher Anordnung ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden kann. Auch der Raum muß in die Betrachtung mit hinein bezogen werden um Materialien oder konstruktive Veränderungen vorzunehmen die dem Ziel zu anzustrebenden meßbaren Parametern näherzukommen. Dabei spielen viele Parameter eine Rolle wie Sprachverständlichkeit, Amplitudenfrequenzgang, Schalldruckverteilung, Direktschall, Gesamtschall, Raytraceing hier Impulsantwort- Nachhallzeiten und Auralisation.

Dazu werden natürlich Daten benötigt wie das Lautsprecher Abstrahlverhalten oder Raumbeschaffenheit mit deren Materialien. Meist liegen bereits Baupläne des über das Betreffende Gebäude als .dxf Datei vor, die idealer Weise in das Simulationsprogramm importiert werden könnten.

Die folgende Auflistung ist ohne Anspruch auf Vollständigkeit erhoben:

EASE, Acousta CADD von Altec Lansing, CADP2 von JBL, Ulysses Vertrieb über IFB und Modeler von Bose, welcher aber nur mit Boseprodukten arbeitet und als einziges Programm auf MAC Hardeware wiederzufinden ist.


Zunächst muß der Verwendungszweck definiert werden. Welche Aufgaben sollen über CAD gelöst werden und welche Software ist für welche Aufgabe geeignet, oder kann eine Software alle Funktionen übernehmen und mit welchen Einschränkungen werde ich dann evtl. konfrontiert? CAD für die Bühne läßt sich in folgende Bereiche einteilen:

a) Konstruktionszeichnungen für die Werkstätten

Insbesondere wenn mechanisch bewegte Konstruktionen wie z.B. ein Messer von Elisabeth gebaut werden soll und gerade in Zusammenhang mit Motorsteuerung oder Hydraulik. Aber auch im Eventbereich wenn Autos quer über Publikum geflogen werden.

Oftmals werden so komplexe Anforderungen an ein Einzelstück gestellt, so das diese nicht mehr mit den Haus eigenen Mittel bewerkstelligt werden können. In den beauftragten Fachfirmen kommen dann spezielle CAD Programmen wie

Pro Enginier (Maschinenbau) oder PKS (Stahlbau) wegen der Knoten Momente, Schraubstöße und Anschluß Platten als fertige Module, zur Anwendung.


b) Als Bühnenplan für den Bühnenaufbau, sowie für Umbauten der Szenenbilder innerhalb des Stückablaufes, um Mannschaften für reibungslose Transportwege und effektive Lagerhaltung die notwendigen Informationen darzustellen. Immer mehr Theater stellen CAD Arbeitsplätze für diese Tätigkeiten zur Verfügung. In der Regel werden die Pläne als Grundriß (Aufsicht) und ab und zu zusätzlich als Schnitt (Seitenansicht) dargestellt. Damit ist gleichzeitig ausgesagt das diese Pläne meist in 2-D dargestellt werden, da 3-D zu arbeitsintensiv ist.


z.B. Staatstheater Darmstadt

Dort sind 6 Arbeitsplätze mit einander vernetzt und ein A0 Plotter steht bereit. Auf einem Arbeitsplatz ist AutoCAD 14 installiert, während auf den übrigen Plätzen AutoCAD LT (nur 2-D fähig) mit Maschinenbaubibliothek installiert ist.

In der Praxis wird nur 2-D gearbeitet und dann auch nur bei größeren Produktionen. In der Hauptsache wird der Grundriß der Spielstätten ausgedruckt und darin von Hand der Aufbau eingezeichnet.

Bei Umbauten von mehreren Szenen pro Stück kann die Layertechnik zur Anwendung kommen. Aber auch durch verschiedene Farben oder Unterbrochenen Linien kann man die Zeitlichen Zusammenhänge kenntlich machen. Die Portallinie und die Mittellinie bildet überwiegend die Bezugslinie zum Einmessen von Bühnenaufbauten.


c) Um Szenenbilder vorweg fotorealistisch zu erstellen um damit Kunden oder Kollegen besser überzeugen zu können.


d) zur Erstellung von Bestuhlungs- und Fluchtpläne.

Oftmals findet man folgende Programme in der Anwendung:

AutoSTAGE www.autostage.de

AutoCad http://www.autodesk.com/autocad

Sketch

3D-Studio

Und als Tool um sich Dateien wenigsten ansehen zu können View 32 ein kostenloser 2D-viewer unter http://www.fastcad.com/ zum herunter laden.


Beleuchtungssoftware läßt sich grob in folgende Bereiche einteilen:

Listengeneratoren für Equipment

Beleuchtungs- und Fokussierungpläne

Showprogrammierung ohne Bühne

Simulation des Showablaufes auch als Video zu erstellen

Berechnung lichttechnischer Größen (Kamerafahrten)

Simulation eines Bühnenbild fotorealistisch

Die Bedieneroberfläche und dessen Bedienphilosophie ist einer der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl der passenden Software. Denn sie stellt die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine dar. Es ist relativ unerheblich ob ein fotorealistisches Rendering 1 Sunde oder zwei benötigt, da dieser Funktionsaufruf am Ende einer Sitzung aufgerufen wird und auch ruhig mal über nacht laufen kann bzw. auch solange dauern kann. Viel wichtiger ist es ob der Anwender intuitiv die Software bedienen kann und, auf ein Befehl sofort eine Reaktion und die Auswirkung erkennbar ist.

Auch die Anzahl der hinterlegten Objekte, seien es Scheinwerfer, Farbfolien oder Bühnenelemente ist von entscheidender Bedeutung für ein schnelles und effektives arbeiten mit einer Simulation.

Materialien wie Gaze, Nessel, Operafolie oder Molton, bzw. Textur sollten vorhanden sein oder man muß sie selber erstellen und editieren können. Dazu sollte auch .bmp Format eingelesen werden können um Oberflächen oder andere Objekte mit der entsprechenden Zeichnung zu überziehen.

Weiterhin sollte man darauf achten das Bitmaps in Gobos umgewandelt werden können, man selber neue Scheinwerfer anlegen kann, DXF Files importieren kann, praktische Kopier-, Ausricht- und Gruppierungsfunktionen zur Verfügung stehen und zur Anwahl des nächsten Spots eine NEXT Funktion zur Verfügung steht.

Nach dem Rendern sollte man Nebel, Spiegel, Farbmischung und Schattenverläufe begutachten. Die Integration von Listengenerator oder gar Trussbelastungsberechnung aller Kabel- und Fixture- Lasten wäre ebenso wünschenswert.

Kollisionserkennung wird noch auf sich warten lassen müssen aber Torklappen, Blendenschieber sollten als Elemente einfach am Spot anfügbar sein. Bewegte Truss mit befestigten Movinglights können nur die wenigste Software. Zum Szenenumbau muß meist in der Layertechnik gearbeitet werden. Das Luxmeter soll unterscheiden zwischen Umgebungslicht und Direktes Licht. Wünschenswert wäre nun noch die Farbtemperatur sowie der Farb x und y Wert.

Folgende Programme sind in der Anwendung:

AutoSTAGE www.autostage.de

LD Assistant http://www.design-drafting.com

Luxart http://www.luxart.com

LxDesigns ;http://www.lxdesigns.co.uk

Martin Show Designer (MSD) http://www.martin-professional.de

Stardraw http://www.stardraw.com

Wysiwyg http://www.arcus-lighting.com

grandMA 3D http://www.lightpower.de

Software ist entsprechend der Funktionalität und Handling in fast allen Preissegmenten aufgeteilt. Dennoch sind nicht alle Programme mit denen man Bilder erstellen kann auch für unsere CAD Zwecke geeignet. Aufgrund der technischen Aufbereitung der Daten kann man zwei Gruppen bilden. Z.B Paint sind für die Grafische Bearbeitung. Das Bild besteht aus vielen kleinen Punkten (Pixel) die nacheinander bitweise dargestellt (Bitmap) werden.


Um komplexe Körper darzustellen kommt man mit den geometrischen Grundformen leider nicht mehr aus. Man erstellt eine komplexe Oberflächengestaltung mit sogenannten Polygonmaschen. Diese werden mit speziellen Befehlen erstellt, wobei zwischen einfachen geometrischen Linien Verbindungen gezogen werden wodurch Flächen entstehen. Durch verdrehen der Grundlinien sowie die Dichtheit der Linienverbindung läßt sich jede geschwungene Fläche erzeugen. Wenn ein geschwungener Körper benötigt wird, so kann aus einem Linienprofil durch Rotation der Außenlinien an einer Achse ein komplexer Körper erzeugt werden.

Die Unternehmensplanung, Finanzierung und Absatz wird von CAI (Computer Aided Industrie) Produkten unterstützt.

Daten und Informationsfuß zwischen den Sparten nennt man dann technische Kommunikation.

CAD selbst bietet Funktionalitäten zur Konzeption wie Analyse, Berechnungen und Ausarbeitung, aber auch zur Dokumentation wie Fertigungszeichnungen, Zusammenbauzeichnungen, Übersichtszeichnungen, Stücklisten, Funktionspläne und Schaltpläne. In den letzten Jahren wird CAD verstärkt wie z.B. in der Eventtechnik auch zur Simulation angewendet.



Farbtiefe

Verlustfrei

Komprimierung

Speicherbedarf


bmp

Bitmap

24 bit

ja

nein

groß

OS/2, Windows spezifisch

jpg

Joint Photo Graphic

24 bit

nein

ja

klein

Internet geeignet

gif

Grafic Interchange Format

8 bit

ja

ja

klein

Internet geeignet

pcx

Adobe Photo Shop

8 bit




Windows spezifisch wurde häufig verändert

psd

Tagged Image File Format

Variabel

ja

ja

Variabel

Adobe spezifisch, Austausch MAC - Windows möglich

tif

Portable Dokument Format

24 Bit, 8 bit

ja

ja

gorß

Plattform übergreifend

pdf




hoch

klein

Adobe benötigt Betrachtungssof tware Acrobat Reader, Nicht reines Grafikformat für Text und Bilder großer Dokumente

Zeichenfläche

Blattmaße in mm

Zeichenfläche in mm

DIN A4 hoch

297*210

287*200

DIN A4 quer

210*297

200*287

DIN A3

297*420

287*410

DIN A2

420*594

410*584

DIN A1

594*841

584*831

DIN A0

841*1189

831*1179





Autostage, Volumenmodel, Polygonnetz, Texturen, Koordinaten, 2D, 3D, Modelle, Kantenmodel, flächenmodel, Raster, Fang, vector, Pixel, Skalieren, Rendern, Raste, Fang, Frame, Autocad, Bitmap, Austrittswinkel, Beleuchtung, Beleuchtungsstärke, Brightness, CAD, Candela, CUE, Dimmer, Farbe, Whysiwhig, Herbert, Bernstädt, Herbert Bernstädt, hbernstaedt, Bernstaedt, Institut, angewandte, Veranstaltungstechnik

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.dxf

Drawing Exchange Format

besonders verwendet für Datenaustausch zwischen CAD und CAM

.dwg


Autodesk AutoCAD

Dabei existieren keine rechnerinterne Verbindungen zwischen den Ansichten wie Aufsicht, Seitenansicht. Erzeugung der Ansichten, Schnitte und Verdeckte Kanten erfolgt durch herkömmliche Projektion. Änderungen in einer Ansicht müssen einzeln in die anderen Ansichten übertragen werden. Der Betrachter der Zeichnung muß das Objekt mit seinem räumlichen Vorstellungsvermögen erkennen. Auf der X-Achse wird die Position in waagerechten Abständen definiert, während die Y-Achse die senkrecht auf der x-Achse liegende Position markiert.

Weiter (nach rechts). Weiter (nach rechts).