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
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit zielt darauf ab, eine VRML-Darstellung eines Gebäudes zu erstellen und eine Applikation zu entwickeln, die den Tageslichteinfall in dieser virtuellen Umgebung visualisiert. Dazu ist es notwendig, Transformationen zwischen geodätischen Koordinaten und dem VRML-Koordinatensystem zu etablieren.
- Visualisierung von Gebäuden in VRML
- Simulation des Tageslichteinfalls
- Transformationen zwischen geodätischen und VRML-Koordinatensystemen
- Einsatz von VRML und GeoVRML zur Darstellung dreidimensionaler Szenen
- Entwicklung einer Applikation für die Berechnung und Visualisierung des Lichteinfalls
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Die Diplomarbeit stellt die Aufgabenstellung vor, welche die Visualisierung des Tageslichteinfalls auf ein Gebäude in VRML umfasst. Des Weiteren werden die verwendeten Ausgangsdaten und der Aufbau der Diplomarbeit erläutert.
- Virtual Reality: Dieses Kapitel widmet sich der Vorstellung von VRML als Sprache zur Beschreibung dreidimensionaler Szenen. Es werden die wichtigsten Knoten und ein Programmbeispiel vorgestellt. Der Abschnitt behandelt zudem GeoVRML und seine Erweiterungsmöglichkeiten für VRML-Anwendungen.
- Realisierung „Bebauungsplan“: Dieses Kapitel beschreibt die Erstellung der dreidimensionalen Szene, einschließlich der Modellierung von Gebäuden und Gelände sowie der Definition von Ansichtspunkten. Es werden Verfahren zur Konvertierung von CAD-Daten in VRML und die Verwendung von GeoVRML für die Integration von geografischen Daten behandelt.
- Beleuchten der dreidimensionalen Szene (Welt): In diesem Kapitel wird die Beleuchtung der dreidimensionalen Szene mit VRML behandelt. Es werden Grundlagen der Astronomie wie Koordinatensysteme und die scheinbare Bewegung der Gestirne beleuchtet. Zudem wird ein Programm zur Berechnung des Lichteinfalls vorgestellt und dessen Anbindung an VRML erläutert.
- Tageslichteinfall auf Einzelgebäude: Dieses Kapitel behandelt die Berechnung und Visualisierung des Tageslichteinfalls auf Einzelgebäude. Es wird eine Methode zur Darstellung des Lichteinfalls in VRML vorgestellt und die entsprechenden Berechnungen beschrieben.
Schlüsselwörter
Die Diplomarbeit befasst sich mit den Themenbereichen VRML, GeoVRML, Visualisierung, Tageslichteinfall, Gebäude, Koordinatensysteme, Transformationen, dreidimensionale Szene, Beleuchtung, Astronomie, und Applikationsentwicklung.
- Quote paper
- Tobias Fleischmann (Author), 2002, Visualisierung des Tageslichteinfalls für Bauwerke in VRML, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/3498
