Visualisierung und Auralisierung
Techniken der 3D-Modelierung
Für die 3D-Modellierung von architektonischen Szenarien im Außen- und Innenbereich verwenden wir bildbasierte Photogrammetrie. Mit dieser Technik entwickeln wir unsere Forschung im Bereich der automatisierten 3D-Modellierung mit Anwendungen in akustischen und visuellen Simulationen.
Von Punktwolken, die durch fotografische Daten erzeugt werden, bis hin zu texturierten Netzen, die für immersive Anwendungen nützlich sind. Die Technik wird sowohl für Außen- als auch für Innenszenarien verwendet.
- Die Erzeugung und Verwaltung der Punktwolken liefert umfassene Daten für die 3D-Erfassung.
- Das endgültige Modell beruht auf der Triangulation und Texturierung von Netzen.
Als weitere Methode verwenden wir objektbasierte 3D-Modellierung der Architektur. Auf diese Weise steht ein modulares und parametrisches Modell zur Verfügung, um die verschiedenen Variablen in den Forschungsszenarien zu steuern.
- Besonderes Augenmerk wird auf den Modellmaßstab und den Detaillierungsgrad des Modells gelegt.
- Einer der Hauptvorteile dieser Technik ist die effiziente Rechenbarkeit .
- Der modulare Charakter dieser Modelle ermöglicht Variabilität bei den Materialeigenschaften wie Absorptionskoeffizienten oder Lichtreflexionen.
Der Modellierungsprozess hängt von der finalen Anwendung in der Forschung ab. Der Gebrauch unterschiedlicher CAD-Software und Variabilität in den Arbeitsabläufen ermöglichen eine Fokussierung auf die Ergebnisse.
- Jedes Szenario beinhaltet eine andere Größenordnung der Umgebung.
- Die Erfassung der Szene erfordert einen detaillierten Plan und eine Kalibrierung der Eingabedaten.
- Die Erstellung von Punktwolken und der dazugehörigen 3D-Objektnetze erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der zu benutzenden Softwareumgebung.
Rendern von architektonischen Umgebungen
Schließlich werden Umgebungen in Echtzeit gerendert, dabei verwenden wir die Unreal-Engine-Plattform zur Visualisierung und Virtual Acoustics zur Auralisierung.
Bei photogrammetrisch aufgenommenen Umgebungen werden Beleuchtungsverhältnisse direkt aus den visuellen Daten extrahiert, da sie die realen Lichtverhältnisse enthalten. Die akustischen Eigenschaften können gemessen oder mit Hilfe eines akustischen Modells simuliert werden.
- Farben und Schatten werden in die Texturen integiert.
- Diese Technik eignet sich besonders für komplexe Geometrien, wie sie üblicherweise in der historischen und monumentalen Architektur vorkommen.
- Die akustischen Modelle können aus den Geometrien und Texturen abgeleitet werden.
Bei objektbasierten Modellen findet eine Berechnung der Lichtverhältnisse statt, um eine immersive Umgebung zu erzeugen.
- Mit objektbasierten Modellen können sowohl Hintergrundbeleuchtung als auch Echtzeit-Renderings erzeugt werden.
- Die akustischen Modelle werden aus den visuellen Modellen extrahiert und vereinfacht, dabei werden Reflexion und Beugung berücksichtigt.
- Beleuchtung und Texturierung werden unabhängig voneinander gerendert.
Freihand-Darstellungstechniken
Der architektonische Entwurfsprozess ist suggestiv. In Anbetracht dieser Tatsache können die ersten Phasen des Prozesses als ein kreativer Prozess betrachtet werden. Der Architekt macht in dieser Phase intensiven Gebrauch von Freihanddarstellungen.
Die Kenntnis von architektonischen Entwürfen, Skizzen, Papiermodellen, Perspektiven, Zeichnungen mit Tinte, Kohle, Bleistift, Aquarell, in Collagen oder mit Fotografien ist notwendig, wenn Architektur für verschiedene Zwecke dargestellt werden soll. Lehraspekte der menschlichen Wahrnehmung werden durch die Anwendung dieser Techniken verbessert.
Bewährte Konzepte sind die ebene Ansicht, das Sichtfeld, die visuelle Tiefe, die Detailgenauigkeit, die Kantenschärfe, Ziel und Hintergrund, Schatten oder die räumliche 3D-Darstellung. Sie bilden die Grundlagen neuer visueller Simulationstechniken und stellen eine klare Verbindung zum kreativen und persönlichen Charakter der architektonischen Gestaltung her.
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