Visualisierung des Tageslichteinfalls für Bauwerke in VRML

Diplomarbeit , 2002 , 127 Seiten , Note: 1,0

Informatik - Programmierung

Es ist das Bestreben beim Aufbau der Diplomarbeit, nur elementare Grundlagen den Ausführungen über die Umsetzung der eigentlichen Aufgabe voranzustellen und weitere Erläuterungen sowie Erklärungen und Einführungen in spezielle Themengebiete und Programmsysteme an den jeweiligen Stellen, an denen sie in der chronologischen Abfolge der Bearbeitung stehen, zu geben. Durch dieses Vorgehen soll zum einen vermieden werden, dass zu umfangreich auf theoretische Hintergründe, die bei der Bewältigung der speziellen Aufgabe nicht zum Tragen kommen, eingegangen wird und somit die Ausführungen zur Realisierung der vorgegebenen Aufgabenstellung zu kurz kommen. Zum anderen sind die vermittelten Grundlagen noch besser im Gedächtnis, was vor allem Laien auf diesem Gebiet das Lesen der Arbeit erleichtert.
Durch die Erstellung einer VRML-Szene anhand des Bebauungsplanes konnten zunächst die VRML-Sprachelemente kennengelernt und Zusammenhänge verstanden werden. Dies war nötig, um anschließend den Tageslichteinfall für die erstellte Welt zu realisieren. Diese Beleuchtung wurde schließlich noch in eine VRML-Datei eines interessanten Einzelgebäudes eingefügt.
Zum weiteren Verständnis wird in Kapitel 2 erläutert, was man unter ®VR versteht und wie man mit Hilfe von VRML und seiner Erweiterung GeoVRML Objekte in der virtuellen Realität darstellen kann. Für tieferreichende Informationen zum Thema VRML wird auf die Literatur von Rolf Däßler ("VRML- Das Einsteigerseminar") und Hans-Lothar Hase ("Dynamische virtuelle Welten mit VRML 2.0") sowie auf die Internetseite des web3DCONSORTIUM für Einzelheiten zu GeoVRML verwiesen. Es folgt eine Darstellung der verschiedenen Arten zur Wiedergabe von VRML-Dateien mittels VRML-Browsern.
In Kapitel 3 wird die Realisierung anhand des Bebauungsplans dargestellt, die sich in "Erstellen einer dreidimensionalen Szene (Welt)", "Beleuchten der dreidimensionalen Szene (Welt)" und den Übersichtsplan aufgliedert.
In Kapitel 4 folgt die Anwendung des erstellten Tageslichteinfalls auf ein weiteres Gebäude, an dem sich die Licht- und Schatteneffekte besonders gut darstellen lassen.
In Kapitel 5 wird die Benutzeroberfläche erläutert. Der Anwender gibt die zur Berechnung des Tageslichteinfalls notwendigen Daten in ein HTML-Formular ein, anschließend werden diese Eingaben überprüft und weiterverarbeitet.
Danach folgen Schlusswort, in dem noch einmal die wesentlichen Erkenntnisse dargestellt werden, Verzeichnisse und Quellenangaben sowie die Quellcodes.

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
  • Aufgabenstellung
  • Ausgangsdaten
  • Aufbau der Diplomarbeit
• Virtual Reality
  • VRML
    • Aufbau eines VRML-Programms
    • Die wichtigsten Knoten
    • Programmbeispiel
  • GeoVRML
    • GeoVRML 1.0 - Knoten
    • Neuerungen von GeoVRML
  • Wiedergabe
    • VRML-Browser
    • GeoVRML 1.0 Run-Time Version
• Realisierung „Bebauungsplan"
  • Erstellen einer dreidimensionalen Szene (Welt)
    • Gebäude
      • Konstruktion
      • Konvertierung nach VRML97
      • Einsatz von GeoVRML
    • Gelände
      • DGM-Erzeugung
      • Erstellen der VRML-Datei
    • Ansichtspunkte
  • Beleuchten der dreidimensionalen Szene (Welt)
    • Umsetzung mit VRML
    • Grundlagen der Astronomie
      • Koordinatensysteme und Koordinaten
      • Die scheinbar tägliche Bewegung der Gestirne
    • Programm
    • Anbindung an VRML
  • Übersichtsplan
• Tageslichteinfall auf Einzelgebäude
• Benutzeroberfläche
  • HTML-Eingabeformular
  • WWW-Server
  • CGI-Script
• Schlusswort
• Abkürzungen
• Abbildungsverzeichnis
• Quellenverzeichnis
  • Internet
  • Fachliteratur
  • Datenmaterial
  • Software
• Inhalt der CD-ROM
• Quellcodes

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Visualisierung des Tageslichteinfalls für Bauwerke in VRML. Ziel ist die Erstellung einer VRML-Repräsentation eines Gebäudes und einer Applikation, die den Tageslichteinfall visualisiert. Dazu werden Transformationen zwischen geodätischen und VRML-Koordinatensystemen eingeführt und der Lichteinfall der Sonne durch ein externes Programm berechnet.

• Visualisierung von Bauwerken in VRML
• Simulation des Tageslichteinfalls
• Transformation zwischen geodätischen und VRML-Koordinatensystemen
• Anbindung von externen Programmen an VRML
• Einsatz von GeoVRML für präzisere Geodaten

Zusammenfassung der Kapitel

Kapitel 2 führt in die Konzepte der Virtual Reality und die VRML-Sprache ein. Es werden die wichtigsten Knoten und deren Funktionen erläutert, sowie ein Programmbeispiel zur Veranschaulichung der Syntax. Kapitel 3 beschreibt die Realisierung der Visualisierung des Bebauungsplans. Hierbei werden die Erstellung der dreidimensionalen Szene, die Beleuchtung der Szene und die Definition von Ansichtspunkten behandelt. Kapitel 4 zeigt die Anwendung der erzeugten Beleuchtung auf ein Einzelgebäude. Kapitel 5 erläutert die Benutzeroberfläche mit einem HTML-Eingabeformular, das die notwendigen Daten zur Berechnung des Tageslichteinfalls entgegennimmt. Anschließend werden die Daten auf einem WWW-Server durch ein CGI-Script verarbeitet und der VRML-Code dynamisch erzeugt.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Virtual Reality, VRML, GeoVRML, Tageslichteinfall, Visualisierung, Bauwerke, Koordinatensysteme, Transformationen, externe Programme, HTML, CGI-Script und Animation.

• Hochschule: Hochschule für Technik Stuttgart (Fachbereich Vermessung und Geoinformatik)
• Note: 1,0
• Autor: Tobias Fleischmann (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2002
• Seiten: 127
• Katalognummer: V3498
• ISBN (eBook): 9783638121514
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Visualisierung, Tageslichteinfalls, Bauwerke, VRML