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Visualisieren von Licht Gründe - Methoden - Ausblicke Bernd Jödicke 10.10.2003 1. Materialien 2. Methoden der Visualisierung 3. Aktuelle Projekte an der.

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1 Visualisieren von Licht Gründe - Methoden - Ausblicke Bernd Jödicke Materialien 2. Methoden der Visualisierung 3. Aktuelle Projekte an der FH

2 Prinz Aleksander Nevsky Mikhail Nestorov

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4 Ohne Licht kann man nicht sehen

5 Licht kann man nicht sehen

6 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Licht ist nicht sichtbar Nur das Licht, das von Materialien ins Auge reflektiert wird ist sichtbar Verständnis der Materialeigenschaften Verständnis der Lichtwirkung im Raum

7 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Reflexion gerichtete Reflexion Anwendung:Strahler-Werfer Systeme

8 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Reflexion diffuse Reflexion Anwendung:Indirekte Beleuchtung perfekt diffus: beleuchtete Fläche ist Lambertstrahler Basis für die Beleuchtungsplanung nach lux luxAuge

9 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Reflexion gemischt Gerichtete und diffuse Reflexion treten meist gemeinsam auf Bsp: Marmor, Linoleum, Hochglanzbrochuren komplex Bsp.: Materialien für Lichtumlenkung Hologramme Aufweitung Die Reflexionseigenschaften von Materialien können sehr komplex sein Je komplexer das Material, desto komplexer die Planung

10 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Kontrast Spiegelungen verringern den Kontrast

11 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Transmission gerichtete Transmission Anwendung:Fenster

12 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Transmission diffuse Transmission Anwendung:Milchglas Opalleuchte Oberlichter (Okalsolar)

13 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Absorption Immer wenn Strahlung auf Materie trifft wird ein Teil der Energie absobiert Es gilt: = 0 Bsp:schwarz (perfekt) = 1 weiß (perfekt) = 0 spiegel (perfekt) = 0

14 Methoden Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

15 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Warum Licht visualisieren ? Lichtstrahlen nicht sichtbar Das Auge lässt sich täuschen Nicht vorhandenes Licht lässt sich erst recht sehen (Planungen) deshalb: Licht sichtbar machen für: -Planungen (Vorhersage) -Bewertung bestehender Anlagen Bild

16 Materialien Methoden Aktuelle Projekte Methoden Bild Du sollst dir kein Bild machen (2 Mo 20/4) Grund: Bild erzeugt Macht über Dinge Bild ist unvollständig und fehlerhaft Bernd Jödicke FH Konstanz

17 Methoden Bild Flächenhaftes Abbild der Realität erlaubt Bewertung der Realität ist fehlerhaft Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Methoden Aktuelle Projekte

18 Methoden Bild Licht-Skizze CAD-Zeichnung Virtual Reality Falschfarbe Foto Isolinie Foto- montage Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Methoden Aktuelle Projekte

19 Methoden Sichtbarmachen der Strahlen Handskizzen forward-ray-tracing Aufzeigen der Wirkung der Beleuchtung Fotografie Raumwinkel-Projektions-Verfahren radiosity backward-ray-tracer Sichtbarmachen physikalischer Werte Falschfarben-Darstellung Bernd Jödicke FH Konstanz Materialien Methoden Aktuelle Projekte

20 Methoden Handskizzen +schnell einfach leicht verständlich -wenig konkret manipulierend Wird an der FH KN eingesetzt Lichtplanung Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

21 Methoden forward-ray-tracer Lichtquelle sendet viele Strahlen aus Auge sieht einige wenige Strahlen Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

22 Methoden forward-ray-tracer Software : ASAP +beliebige Materialien beliebige Geometrien Leuchten berechenbar lichttechnisch richtig -extrem hohe Rechenzeiten teure Software fester Beobachtungspunkt Quelle: Opsira(FH Ravensburg) Wird an der FH KN nicht eingesetzt Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

23 Methoden Fotografie +schnell einfach leicht verständlich -geringe Dynamik keine Vorhersage Church of the deposition of the Holy Robe Kreml Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

24 Methoden Raumwinkel-Projektions-Verfahren +schnelle Berechnung leicht erlernbar preiswerte Software vorhandene Leuchten Datenbanken -nur diffuses Material Wird an der FH KN eingesetzt Lichtplanung Relux Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

25 Methoden radiosity Strahlungsgleichgewicht zwischen allen Raumflächen Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

26 +Bewegung im Raum möglich Lichtberechnung exakt -nur diffuses Material lange Berechnungszeit aufwändige Modellerstellung lightscape Methoden radiosity Wird an der FH KN eingesetzt Lichtplanung r.vipar SS2001 Jarek Kizil Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

27 Methoden backward-ray-tracing +schnelle Berechnung beliebige Materialien beliebige Geometrien photometrisch richtig -keine Leuchten Datenbanken aufwändige Modellierung fester Beobachtungspunkt Wird an der FH KN eingesetzt radiance Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

28 Methoden backward-ray-tracing Beispiel Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

29 Methoden backward-ray-tracing Beispiel Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

30 Methoden backward-ray-tracing Beispiel Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

31 Methoden backward-ray-tracing Beispiel Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

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36 Methoden Falschfarben Farben haben an sich schon Bedeutung. Diese Bedeutung ist kulturell bestimmt rot: Gefahr; heiß blau:kühl Diese intrinsive Bedeutung der Farben können bei Falschfarben-Bildern zu Fehlinterpretationen führen Ausweg:Übung Farbstandard Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

37 Methoden Falschfarben Gleiches Haus unterschiedliche Farben Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

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44 Methoden Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

45 CAD 3D-CADVR Planung Realisierung Abnahme Falschfarben Skizze Zeichnung Falschfarben Foto Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Tabellen

46 CAD Planung Realisierung Abnahme Skizze Zeichnung Falschfarben 3D-CADVR Falschfarben Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Tabellen Foto

47 Materialien Was nützt 3-Dimensionalität ? Wie dokumentiert man dies ?

48 Aktuelle Projekte Materialien Was nützt 3-Dimensionalität ? Wie dokumentiert man dies ? RALV Leuchtdichte- kamera r.vipar Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

49 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Rapid Analysis of Luminosity Variations Alte Methode

50 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Schnelle Vermessung von Lichtverteilungen Rapid Analysis of Luminosity Variations Prinzip RALV siteco alanod Alcan Gigahertz

51 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Rapid Analysis of Luminosity Variations

52 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Rapid Analysis of Luminosity Variations RALV - und klassische Messung stimmen im Rahmen der Genauigkeit überein RALV: 1 sec klassisch:30 min viele Materialien können vermessen werden

53 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Leuchtdichte Kamera Bewertung von Beleuchtungsangaben bisher:viele Einzelpunktmessungen d.h. praktisch nie durchgeführt neu:bildgebendes Verfahren Aufnahme Leuchtdichtebild daraus Info über lux-Werte

54 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Leuchtdichte Kamera Große Dynamik Blendung bewertbar Waldmann Stadtwerke KN

55 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Leuchtdichte Kamera Große Dynamik lux-Werte bei diffusen Flächen bestimmbar Methode zur Bewertung von Beleuchtung

56 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Aktuelle Projekte Räumliche Visualisierung physikalischer Parameter in der Architektur Ziele:Licht Schall Strömungen etc... im Raum 3-dimensional sichtbar machen Untersuchen welche Infos aus Simulationen wie dargestellt werden müssen Untersuchen welchen Nutzen 3-D Darstellungen bringen C.BoytscheffFH Konstanz B.JödickeFH Konstanz F.SchubertUni Stuttgart

57 Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz Zusammenfassung Licht muss visualisiert werden weil: es nicht sichtbar ist dokumentierbar werden soll diverse Methoden der Visualisierung werden an der FH KN eingesetzt Im F&E Bereich Licht liegt die Schwerpunkte bei der Visualisierung moderne bildgebende Verfahren werden zu weiteren Fortschritten führen

58 C. Monet La grande bleu à Antibes


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