Visualisierung des Tageslichteinfalls für Bauwerke in VRML

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Aufgabenstellung

1.2 Ausgangsdaten

1.3 Aufbau der Diplomarbeit

2 Virtual Reality

2.1 VRML

2.1.1 Aufbau eines VRML-Programms

2.1.2 Die wichtigsten Knoten

2.1.3 Programmbeispiel

2.2 GeoVRML

2.2.1 GeoVRML 1.0 – Knoten

2.2.2 Neuerungen von GeoVRML

2.3 Wiedergabe

2.3.1 VRML-Browser

2.3.2 GeoVRML 1.0 Run-Time Version

3 Realisierung „Bebauungsplan“

3.1 Erstellen einer dreidimensionalen Szene (Welt)

3.1.1 Gebäude

3.1.1.1 Konstruktion

3.1.1.2 Konvertierung nach VRML97

3.1.1.3 Einsatz von GeoVRML

3.1.2 Gelände

3.1.2.1 DGM-Erzeugung

3.1.2.2 Erstellen der VRML-Datei

3.1.3 Ansichtspunkte

3.2 Beleuchten der dreidimensionalen Szene (Welt)

3.2.1 Umsetzung mit VRML

3.2.2 Grundlagen der Astronomie

3.2.2.1 Koordinatensysteme und Koordinaten

3.2.2.2 Die scheinbar tägliche Bewegung der Gestirne

3.2.3 Programm

3.2.4 Anbindung an VRML

3.3 Übersichtsplan

4 Tageslichteinfall auf Einzelgebäude

5 Benutzeroberfläche

5.1 HTML-Eingabeformular

5.2 WWW-Server

5.3 CGI-Script

6 Schlusswort

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit verfolgt das Ziel, eine VRML-basierte Umgebung für Bauwerke zu schaffen, in der der Tageslichteinfall realistisch visualisiert wird. Dazu wird untersucht, wie geodätische Daten in VRML integriert und wie externe astronomische Berechnungen über Skripte an die VRML-Umgebung angebunden werden können.

• Grundlagen und Einsatz von VRML und GeoVRML
• Konvertierung von Bebauungsplänen und Geländedaten in 3D-Szenen
• Mathematische und astronomische Modellierung des Sonnenverlaufs
• Entwicklung einer Web-basierten Benutzeroberfläche zur interaktiven Simulation

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Diese Einleitung beschreibt die Aufgabenstellung zur Visualisierung des Tageslichteinfalls in VRML und erläutert die Auswahl der verwendeten Ausgangsdaten.

2 Virtual Reality: Dieses Kapitel führt in die Konzepte von VRML und die Erweiterung GeoVRML ein, inklusive der technischen Grundlagen für die Wiedergabe in Browsern.

3 Realisierung „Bebauungsplan“: Der Hauptteil erläutert den Prozess der Szenenerstellung, die Modellierung von Gebäuden und Gelände sowie die astronomische Beleuchtung der Szene.

4 Tageslichteinfall auf Einzelgebäude: Hier wird die Anwendung der entwickelten Simulation auf ein komplexes Einzelgebäude beschrieben, um Beleuchtungs- und Schatteneffekte zu verdeutlichen.

5 Benutzeroberfläche: In diesem Abschnitt wird die Entwicklung eines HTML-Eingabeformulars und die Anbindung eines CGI-Scripts für eine dynamische Steuerung erklärt.

6 Schlusswort: Das Kapitel reflektiert die Ergebnisse der Arbeit, diskutiert Probleme bei der Konvertierung und Beleuchtung und gibt einen Ausblick auf Optimierungsmöglichkeiten.

Schlüsselwörter

VRML, GeoVRML, Tageslichteinfall, Visualisierung, Astronomische Berechnung, Sonnenstand, Bebauungsplan, 3D-Modellierung, HTML-Formular, CGI-Script, Beleuchtung, Schatteneffekte, Koordinatentransformation, Georeferenzierung, 3D Studio MAX

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Visualisierung des täglichen Sonnenlichteinfalls auf Bauwerke innerhalb einer virtuellen Umgebung, die mittels VRML erstellt wurde.

Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?

Die Arbeit vereint Methoden der Geoinformatik, der computergestützten Visualisierung (VRML) und der astronomischen Berechnung von Sonnenständen.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Hauptziel ist die Entwicklung einer Applikation, die es ermöglicht, den Tageslichteinfall für Gebäude in einem Bebauungsplangebiet realitätsnah zu simulieren und zu visualisieren.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit nutzt eine Kombination aus CAD-basierter Gebäudekonstruktion, der Konvertierung in VRML, der Verwendung von GeoVRML-Knoten für geographische Bezüge und der Einbindung externer JavaScript-Berechnungen zur Ansteuerung der Beleuchtung.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Erstellung der 3D-Szenen (Gebäude und Gelände), die mathematische Modellierung der Sonne, die Programmierung der Interaktion sowie die Anbindung an eine webbasierte Oberfläche.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Zentrale Begriffe sind VRML, GeoVRML, Sonnenstandsberechnung, CGI-Schnittstellen und die 3D-Geovisualisierung.

Warum reicht reines VRML für diese Aufgabenstellung nicht aus?

VRML ist eine reine Beschreibungssprache ohne native Rechenfunktionen; für die komplexen astronomischen Berechnungen zur Sonnenbahn ist daher die Anbindung externer Skripte notwendig.

Welche Herausforderung stellte sich bei der Achsausrichtung zwischen VRML und GeoVRML?

Da die Koordinatensysteme beider Systeme zueinander verdreht sind, mussten spezielle Berechnungen durchgeführt werden, um die Komponenten korrekt auf die Lichtquellen-Knoten abzubilden.