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

Prinz Aleksander Nevsky Mikhail Nestorov 1862 - 1942

Ohne Licht kann man nicht sehen

Licht kann man nicht sehen

Licht ist nicht sichtbar Materialien Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

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

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

Materialien Reflexion gemischt Gerichtete und diffuse Reflexion Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

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

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

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

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

Methoden Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

Bild Warum Licht visualisieren ? Lichtstrahlen nicht sichtbar Materialien Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

Methoden Bild Du sollst dir kein Bild machen (2 Mo 20/4) Grund: 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

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

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

Methoden Sichtbarmachen der Strahlen Handskizzen forward-ray-tracing Materialien Methoden Aktuelle Projekte 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Methoden Falschfarben Farben haben an sich schon Bedeutung. Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

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

Methoden Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte Bernd Jödicke FH Konstanz

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

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

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

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

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

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

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

Aktuelle Projekte RALV- und klassische Messung stimmen im Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

Aktuelle Projekte Leuchtdichte Kamera Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

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

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

Aktuelle Projekte Ziele: Licht Schall Strömungen etc... im Raum Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte 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.Boytscheff FH Konstanz B.Jödicke FH Konstanz F.Schubert Uni Stuttgart Bernd Jödicke FH Konstanz

Zusammenfassung Licht muss visualisiert werden weil: Einführung Licht Methoden Aktuelle Projekte 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 Bernd Jödicke FH Konstanz

C. Monet La grande bleu à Antibes