Additive Fertigung in Stop-Motion-Film

Mara Hofacker,

3D-Drucktechnologie von Fraunhofer IGD für Oscar nominiert

Das Fraunhofer IGD in Darmstadt verfolgt die diesjährige Oscars-Verleihung mit besonderem Interesse: Nominiert ist "Mister Link" als bester Animationsfilm, jeder einzelne Gesichtsausdruck in dem Film wurde 3D-gedruckt mit der Cuttlefish-Software aus Darmstadt.

Die vielen Gesichter des Mister Link: Insgesamt wurden für die Produktion über 106.000 Gesichter 3D-gedruckt. © Laika Studios

Am 12. April feiert der neue Animationsfilm von Laika Premiere, Ende Mai kommt "Mister Link" in die deutschen Kinos. Der fünfte Stop-Motion-Film des Animationsstudios nutzte bei der Produktion erstmals den 3D-Druckertreiber Cuttlefish des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD, um zigtausend minimal unterschiedliche "Gesichtsausdrucke" ein und derselben Figur anzufertigen. Die größte Herausforderung bestand darin, dass jeder einzelne Farbton eines Ausdrucks genau dem vorausgegangenen entsprechen musste. Laika entschied sich wegen der überzeugenden Farbkonsistenz für den Einsatz der patentierten Fraunhofer-Technologie Cuttlefish.

Bei der Stop-Motion-Animation werden aufwendig produzierte Figuren in kleinen Schritten bewegt. Nach jeder dieser Veränderungen werden Fotos gemacht, sodass die einzelnen Standbilder zu einem kompletten Kinofilm zusam­mengefasst werden können. Durch die Reihung der Standbilder in schneller Folge entsteht die Illusion von Bewegung. So wird aus jeweils 24 Bildern eine Sekunde Film. Um die Mimik der Figuren zu animieren, pro­duzierte Laika für "Mister Link" über 106.000 hochdetaillierte farbige Gesichter im 3D-Druck auf einem Maschinenpark von Stratasys-J750-3D-Druckern, angesteuert durch den 3D-Druckertreiber Cuttlefish. Brian McLean, der 2017 für den Oscar für die besten visuellen Effekte bei "Kubo – der tapfere Samurai" nominiert war, ist Director of Rapid Prototype und verfügt über umfassende Erfahrung beim Einsatz von 3D-Druckern in Stop-Motion-Filmen. Im Jahr 2016 erhielt er den Scientific-and-Engineering-Oscar (Academy Plaque) für seine Pionierarbeit beim Einsatz von 3D-Druck in Stop-Motion-Animationen. 

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Ausschnitt aus dem Film "Mister Link – ein fellig verrücktes Abenteuer": In nahezu jeder Einstellung des Films sind 3D-gedruckte Gesichter zu sehen. © Laika Studios

Cuttlefish ist ein voxelbasierter universeller Druckertreiber, unterstützt also verschiedene 3D-Drucktechnologien. Er ermöglicht es, mit vielen Druckmaterialien gleichzeitig zu arbeiten, die Geometrie, die Far­ben sowie die feinen Farbübergänge des Originals exakt wiederzu­geben und den Ausdruck auf dem Bildschirm vorab zu simulieren. Auch Transluzenzen, also partiell oder komplett durchsichtige Materialien, können gedruckt werden. Die Lichtstreuung eines Objekts und die Veränderung von Farbe und Oberflächenstruktu­ren je nach Lichteinfall werden berücksichtigt.

Ein derart realitätsgetreuer 3D-Druck kommt nicht nur in der Filmindustrie zur Anwendung, sondern auch in anderen Bereichen, wie Medizin, Automobilbau oder im Kulturbereich. Er ist ein immer wichtiger werdendes Fertigungsverfahren zur Herstellung von Prototypen, Produkten oder Replikaten. Mit dem steigenden Funktionsumfang von 3D-Druckern, beispielsweise der Anzahl der eingesetzten Druckmaterialien, steigen auch die Anforderungen an die eingesetzte Ansteuerungssoftware in der additiven Fertigung. Die akkurate Positionierung der Materialien, um sowohl geometrische als auch optische Eigenschaften korrekt wiederzugeben, stellt aufgrund der immensen Datenmengen eine Herausforderung dar. Cuttlefish ist streamingfähig, das heißt, dass lediglich die gerade für den Druck benötigten Informationen berechnet werden. So wird der Speicherverbrauch minimiert und der Druck auch für sehr komplexe und große 3D Modelle startet binnen Sekunden.

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