Personenanimation in einem BIM-Modell: So geht’s!

Im Bereich der Architektonischen Visualisierung (ArchViz) und der integrierten Planung ist das Einfügen von animierten Figuren nicht mehr nur ein einfaches ästhetisches Element, sondern stellt die Evolution des Konzepts der Objektinteraktion dar. In einem BIM-Workflow ist ein „Objekt“ nicht nur eine statische Geometrie mit Metadaten; es ist eine Entität, die innerhalb eines dynamischen digitalen Ökosystems lebt.

In diesem Artikel können Sie viel mehr über dieses Thema erfahren und haben die Möglichkeit, ein praktisches Beispiel zu analysieren, das den theoretischen Teil viel verständlicher macht. Tatsächlich werden Sie erfahren, welche Figuren im Katalog einer BIM-Software für die architektonische Planung verfügbar sind und wie Sie diese in Ihr BIM-Modell einfügen können.

Liste der in der Bibliothek verfügbaren animierten Figuren

Was bedeutet die Interaktion zwischen Objekten in einem BIM-Workflow

Aber was verstehen wir genau unter der Interaktion zwischen Objekten, wenn wir von menschlichen Figuren sprechen? Wir können dieses Konzept in drei grundlegende Säulen unterteilen:

• der menschliche Maßstab und die Wahrnehmung des Raums;
• Simulation des Verhaltens und Wayfinding;
• Smart Objects und Parametrisierung.

Der menschliche Maßstab und die Wahrnehmung des Raums

Die Interaktion beginnt mit der proportionalen Beziehung. Ein „bevölkertes“ BIM-Modell ermöglicht es dem Planer und dem Auftraggeber, die Funktionalität der Räume unmittelbar zu validieren. Das Beobachten einer animierten Person, die einen Flur durchquert oder sich auf eine bestimmte Sitzgelegenheit setzt, erlaubt es, die Ergonomie des Projekts empirisch wahrzunehmen und verwandelt das Modell von einer technischen Abstraktion in ein reales Szenario.

Simulation des Verhaltens und Wayfinding

Die Integration von animierten Figuren bedeutet, den Fußgängerverkehr simulieren zu können. Im Hinblick auf das BIM Behavioral Modeling ermöglicht die Interaktion zwischen dem Objekt „Mensch“ und dem Objekt „Architektur“ (Türen, Treppen, Aufzüge) die Analyse von:

• Fluchtwegen – visuelle Überprüfung der Effektivität der Fluchtwege;
• Zugänglichkeit – Test der Interaktion mit Rampen und Durchgängen für Personen mit eingeschränkter Mobilität;
• Stau – Identifizierung von „Engpässen“ in stark frequentierten Bereichen wie Hallen oder Verkaufszonen.

Smart Objects und Parametrisierung

In einer fortschrittlichen BIM-Software wird die Interaktion von Algorithmen gesteuert. Eine animierte Figur „gleitet“ nicht einfach über den Boden; er liest die Oberfläche, erkennt Höhenunterschiede und interagiert mit der Einrichtung. Wenn wir eine Figur in der Nähe einer parametrischen Bank platzieren, sollte das Objekt „Figur“ idealerweise den Host erkennen und seine Animation (sitzen, sich anlehnen) anpassen. Das ist die wahre Bedeutung von Interaktion in einer relationalen Datenbank wie dem BIM.

Statische Objekte vs. dynamische Objekte in BIM-Modellen

Die Unterscheidung zwischen statischen und dynamischen Objekten markiert die Grenze zwischen einer einfachen geometrischen Darstellung und einer fortgeschrittenen Simulation der gebauten Realität. Das Verständnis dieses Unterschieds ist der Schlüssel zur Verbesserung der Projektqualität und seiner kommunikativen Wirksamkeit.

Statische Objekte: das Gerüst des Modells

Statische Objekte repräsentieren die unveränderlichen Komponenten des Gebäudes. Wir sprechen von Säulen, Balken, Decken und Wänden. Obwohl sie einen hohen Grad an Intelligenz (thermische, strukturelle, akustische Parameter) besitzen, ist ihre Natur per Definition unbeweglich.

• Rolle: Bereitstellung des physischen Rahmens und der technischen Daten des Werks.
• Grenze: In einer Präsentation oder einer funktionalen Analyse versagen statische Objekte darin, das „Leben“ des Gebäudes zu beschreiben, wodurch der Raum als kalt und abstrakt wahrgenommen wird.

Dynamische Objekte: der Atem des Projekts

Die Einführung dynamischer Objekte verwandelt das BIM-Modell von einem Container in ein Szenario. Diese Objekte, im Gegensatz zu traditionellen 3D-Blöcken, besitzen zeit- und bewegungsabhängige Variablen. Animierte Figuren sind das emblematischste Beispiel dieser Kategorie.

Ein dynamisches Objekt in einem BIM-Workflow ist nicht nur „etwas, das sich bewegt“, sondern eine Entität, die auf Reize reagiert:

• prozedurale Animation – eine Figur, die nicht auf einen endlosen Zyklus von Schritten beschränkt ist, sondern komplexe Pfade verfolgt, die auf der Geometrie des Bodens basieren;
• Umgebungsinteraktion – Objekte, die ihren Zustand ändern, wenn ein Benutzer vorbeigeht (z. B. eine Tür, die sich öffnet, ein Licht, das angeht, oder eine Rolltreppe, die in Betrieb ist);
• narrative Flexibilität – die Möglichkeit, die Pose, die Aktion oder die Geschwindigkeit der Bewegung je nach Zweck der Szene zu ändern (Crowdanalyse vs. emotionale Visualisierung).

Warum Dynamik für BIM 4D und 6D entscheidend ist

Neben der Ästhetik berührt die Unterscheidung zwischen statisch und dynamisch tiefere Dimensionen des BIM:

• BIM 4D (Zeit) – dynamische Objekte helfen, die Bauphasen zu visualisieren, indem sie sich bewegende Maschinen oder Arbeiter zeigen, wodurch die zeitliche Planung sofort verständlich wird;
• BIM 6D (Nachhaltigkeit und Management) – die Simulation des Verhaltens von Benutzern (dynamische Objekte) innerhalb einer Gebäudehülle (statisches Objekt) ermöglicht die Optimierung des Energieverbrauchs und der Wartungspläne basierend auf der tatsächlichen Nutzung der Räume.

Warum das Verhalten von Objekten für die räumliche Validierung entscheidend ist

In der traditionellen Planung beschränkte sich die räumliche Validierung oft auf eine zweidimensionale Kontrolle: ein Kreis mit Standardradius zur Überprüfung der Zugänglichkeit oder eine Linie zur Messung eines Durchgangs.

Im BIM entwickelt sich die räumliche Validierung zu einer dynamischen Überprüfung, bei der das Verhalten von animierten Figuren zur Maßeinheit des Raums wird.

Die Simulation des dynamischen Raums

Im Gegensatz zu einem statischen Dummy nimmt eine animierter Figur einen Raum ein, der sich im Laufe der Zeit verändert. Das „Verhalten“ einer Person, die geht, ist anders als das einer Person, die rennt oder eine Last trägt:

• Analyse der anthropometrischen Interferenzen – das Einfügen eines dynamischen Objekts ermöglicht es zu überprüfen, ob die Figur während der Bewegung mit Möbeln, Säulen oder hervorstehenden Elementen kollidiert;
• Überprüfung der Manövrierräume – in komplexen Umgebungen wie Krankenhäusern oder Großküchen bestimmt das Verhalten des Objekts (z. B. der Drehradius einer Krankenschwester oder die Bewegung eines Maschinenbedieners) die tatsächliche Effektivität des architektonischen Layouts.

Visuelle Wahrnehmung und Schattenkegel

Das Verhalten einer Figur betrifft nicht nur die Bewegung der Gliedmaßen, sondern auch die Ausrichtung des Blicks. Die räumliche Validierung umfasst heute die Human Perspective Analysis. Indem wir eine animierte Figur entlang eines Pfades bewegen, können wir in Echtzeit testen, ob Notfallsignale oder Wegweiser aus verschiedenen Höhen und Winkeln sichtbar sind. Darüber hinaus ist es in fortschrittlicheren Systemen möglich, das Verhalten dynamischer Objekte vorherzusagen, was die Bewertung des „Überfüllungs“-Gefühls ermöglicht. Ein Raum kann auf dem Papier weitläufig erscheinen, sich aber als bedrückend herausstellen, wenn er von Figuren bevölkert wird, die miteinander interagieren.

Das Verhalten als Stresstest des Projekts

Die räumliche Validierung eines Modells bedeutet, es einem „Stresstest“ zu unterziehen. Wenn eine animierte Figur, der mit einem Verhalten für „schnellen Ausgang“ programmiert ist, auf ein Hindernis im Bewegungsfluss stößt, tritt der Planungsfehler sofort zutage. Dieser Ansatz verhindert kostspielige Änderungen während der Ausführung, da er es ermöglicht, die Position einer Wand oder die Öffnung einer Tür bereits in der Phase der Entwurfsentwicklung zu korrigieren.

Die neuen animierten Figuren von Edificius

Eine der Innovationen, die die Technologie BIM bietet, ist die Möglichkeit, mit „intelligenten“ Objekten zu arbeiten, wie zum Beispiel animierten Figur, die über intrinsische Eigenschaften verfügen, die innerhalb des BIM-Modells kommunizieren. Jedes im Modell dargestellte Objekt ist in der Lage, Beziehungen zu den anderen Komponenten des Projekts herzustellen: Daher sprechen wir nicht von statischen, sondern von dynamischen Objekten, also von Objekten, die mit der gesamten Umgebung interagieren.

Wenn Sie animierte Figuren in Ihr 3D-Modell einfügen möchten, steht Edificius ein umfangreicher, ständig aktualisierter Katalog zur Verfügung.

Im Online-Katalog sind Figuren mit unterschiedlichen Eigenschaften vorhanden, die entwickelt wurden, um vielfältige Anforderungen zu erfüllen. Es stehen Figuren zur Verfügung, die liegen, sitzen, Fahrrad fahren, telefonieren, schwimmen oder gehen, und die durch Arbeitskleidung, Freizeitbekleidung, Badebekleidung, Jogging-Outfits usw. charakterisiert sind.

Darüber hinaus wurden neue Figuren eingeführt, die für die Gestaltung von Projekten im Gesundheitsbau nützlich sind: Ärzte, Pflegepersonal und Patienten.

Ein Anwendungsfall von bewegten Objekten in der Architekturplanung

Sehen wir nun, wo diese Technologie ihr maximales Potenzial entfaltet.

Mit Edificius können Sie eine animierte Figur in den Grundriss einfügen oder direkt in 3D.

Folgend finden Sie, wie Sie vorgehen können, anhand eines praktischen Beispiels:

1. Öffnen Sie Ihr Projekt in Edificius
2. Wählen Sie „Animierte Figur“ aus dem Objektemenü
3. Wählen Sie im Toolbox „Eigenschaften“ eine Figur aus der „BIM-Objekte Bibliothek“ oder laden Sie sie aus dem „Online-Katalog“ herunter
4. Platzieren Sie die Figur innerhalb der Szene mit einem einfachen Mausklick
5. Stellen Sie im Toolbox „Eigenschaften“ die Geschwindigkeit und die Merkmale der animierten Figur ein (stehend, in Bewegung, am Telefon usw.)
6. Definieren Sie die Trajektorie der Figur mit der Maus
7. Passen Sie den Pfad nach Ihren Bedürfnissen an und ändern Sie ihn
8. Visualisieren Sie die Figur in Bewegung entlang des zuvor definierten Pfades aus der Ansicht Real Time Rendering.

Im Folgenden werden einige Bilder angezeigt, die die gerade aufgelisteten Schritte veranschaulichen. Außerdem finden Sie am Ende des Artikels ein Video-Tutorial, wie Sie praktisch mit der Software arbeiten können.

Wählen Sie „Animierte Figur“ aus dem Objektemenü

Wählen Sie die Figur aus dem Online-Katalog

Fügen Sie die animierte Figur in die Szene ein, entweder im Grundriss oder in 3D

Definieren Sie mit der Maus die Trajektorie der Figur

Der Weg kann jederzeit geändert und an Ihre Bedürfnisse angepasst werden

Aus dem Real Time Rendering visualisieren Sie die Figur in Bewegung entlang des zuvor definierten Weges

Figuren für Gesundheitseinrichtungen

Der Katalog von Edificius ist reich an spezialisierten Figuren aus der Arbeitswelt. Dazu zeigen wir Ihnen ein Beispiel, das animiertes medizinisches Personal betrifft: Ärzte, Pflegekräfte und Patienten. Auf diese Weise können Sie Ihr Projekt im Gesundheitsbau (Krankenhäuser, Kliniken, Arztpraxen usw.) mit animierten Figuren ausstatten, die der darzustellenden Umgebung entsprechen.

Animierte Figur – Arzt

Animierte Figur – Krankenschwester

Animierte Figur – Patient

Die Auswahl der Figur ermöglicht es, einige Parameter anzupassen:

• das Modell (Auswahl des Figurentyps aus den zahlreichen im Katalog verfügbaren Varianten),
• die Animation (stehend, gehend, telefonierend usw.),
• die Animationsgeschwindigkeit.

Zusätzlich kann der Bewegungsweg der Figur definiert werden, indem mithilfe der Maus eine Trajektorie erstellt wird.

Video zur Veranschaulichung der Einfügung einer animierten Figur in Edificius

Hier ein kurzes Video, das zeigt, wie eine animierte Figur in ein BIM-Modell eingefügt wird.

FAQ zu animierten Figuren in einem BIM-Modell

Was bedeutet die Interaktion zwischen Objekten im BIM-Workflow?

Die Interaktion zwischen Objekten im BIM, insbesondere im Hinblick auf menschliche Figuren, basiert auf drei Säulen: dem menschlichen Maßstab zur Überprüfung von Ergonomie und Funktionalität der Räume; der Verhaltenssimulation und dem Wayfinding zur Analyse von Fluchtwegen, Zugänglichkeit und Personenströmen; sowie Smart Objects und Parametrisierung, bei denen animierte Figuren durch Algorithmen gesteuert werden, die Höhenunterschiede erkennen und mit spezifischen Einrichtungsgegenständen interagieren können.

Was ist der Unterschied zwischen statischen und dynamischen Objekten in BIM-Modellen?

Statische Objekte (wie Stützen, Träger und Wände) bilden die physische Struktur sowie die technischen Daten des Modells, sind jedoch unbeweglich. Dynamische Objekte hingegen, wie animierte Figuren, führen die Variablen Zeit und Bewegung ein und reagieren mittels prozeduraler Animationen und Interaktionen mit der Umgebung auf verschiedene Einflüsse. Diese Unterscheidung ist entscheidend für die BIM-Dimensionen 4D (Zeit) und 6D (Nachhaltigkeit und Management).

Warum ist das Verhalten von Objekten für die räumliche Validierung entscheidend?

Das Verhalten von Objekten verwandelt die Validierung in eine dynamische Überprüfung. Es ermöglicht die Simulation der dynamischen Nutzung (anthropometrische Wechselwirkungen und Bewegungsflächen), die Analyse der visuellen Wahrnehmung (Human Perspective Analysis) sowie die Durchführung von „Stresstests“ des Projekts, um mögliche Planungsfehler bereits in der Entwurfs- bzw. Ausführungsphase zu erkennen und zu korrigieren.

Welche Arten von animierten Figuren sind im Edificius-Katalog verfügbar?

Der Edificius-Katalog bietet eine breite Auswahl an Figuren: gehende, sitzende, schwimmende, Rad fahrende oder telefonierende Personen, mit spezifischer Kleidung für Freizeit oder Arbeit. Kürzlich wurden zudem neue Figuren für den Gesundheitsbau hinzugefügt, darunter Ärzte, Pflegepersonal und Patienten, ausgestattet mit Masken, Überschuhen und Schutzkitteln.

Wie fügt man eine animierte Figur in ein Modell mit Edificius ein?

Um eine animierte Figur einzufügen, gehen Sie wie folgt vor: 1. Wählen Sie „Animierte Figur“ im Objektmenü; 2. Wählen Sie das Modell aus der Bibliothek oder dem Online-Katalog; 3. Platzieren Sie es per Mausklick in der Szene; 4. Legen Sie Geschwindigkeit und Eigenschaften im Eigenschaftenfenster fest; 5. Definieren Sie die Trajektorie mit der Maus; 6. Visualisieren Sie die Bewegung im Echtzeit-Rendering.

Welche Parameter können für animierte Figuren in Edificius angepasst werden?

Durch die Auswahl einer Figur können Sie den Modelltyp, die Art der Animation (stehend, gehend, telefonierend usw.), die Bewegungsgeschwindigkeit sowie die spezifische Trajektorie festlegen, der die Figur innerhalb der Szene folgen soll.