visualisieren von licht gründe - methoden - ausblicke bernd jödicke 10.10.2003 1. materialien 2....
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Visualisieren von LichtGründe - Methoden - Ausblicke
Bernd Jödicke10.10.2003
1. Materialien2. Methoden der Visualisierung3. Aktuelle Projekte an der FH
Prinz Aleksander Nevsky
Mikhail Nestorov1862 - 1942
Ohne Licht
kann man nicht sehen
Licht
kann man nicht sehen
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Licht ist nicht sichtbar
Nur das Licht, das von Materialien
ins Augereflektiert wird
ist sichtbar
Verständnis der Materialeigenschaften
Verständnis der Lichtwirkung im Raum
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Reflexion
gerichtete Reflexion
ri igerr
Anwendung: Strahler-Werfer Systeme
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Reflexion
diffuse Reflexion
Anwendung: Indirekte Beleuchtung
idifr
perfekt diffus: beleuchtete Fläche ist Lambertstrahler
EL difr
Basis für die Beleuchtungsplanung nach lux
luxAuge
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Reflexion
gemischt
Gerichtete und diffuse Reflexion treten meist gemeinsam auf
Bsp: Marmor, Linoleum, Hochglanzbrochuren
komplexBsp.:Materialien für LichtumlenkungHologrammeAufweitung
Die Reflexionseigenschaften von Materialien können sehr komplex seinJe komplexer das Material, desto komplexer die Planung
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Kontrast
LLL
K'
Spiegelungen verringern den Kontrast
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Transmission
gerichtete Transmission
ri
Anwendung: Fenster
igert
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Transmission
diffuse Transmission
Anwendung: MilchglasOpalleuchteOberlichter (Okalsolar)
idift
EL difr
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Materialien
Absorption
iabs
Immer wenn Strahlung auf Materie trifft wirdein Teil der Energie absobiert
Es gilt: = 0
Bsp: schwarz (perfekt) = 1weiß (perfekt) = 0spiegel (perfekt) = 0
Methoden
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Gerichte
te R
efle
xio
n
Diff
use R
efle
xio
n
Gem
ischte
Refle
xio
n
Kom
ple
xe R
efle
xio
n
Gerichte
te T
ransm
issio
n
Diff
usd
e T
ransm
issio
n
Kom
ple
xe T
ransm
issio
n
Relux X (X) Relux Vision X X X X X Radiance X X X X X X X lightscape (X) X (X) (X) X
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH 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
MaterialienMethodenAktuelle 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 JödickeFH Konstanz
MethodenBild
Flächenhaftes Abbild der Realität
erlaubt Bewertung der Realität
ist fehlerhaft
Bernd JödickeFH Konstanz
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
MethodenBild
Licht-Skizze
CAD-Zeichnung
Virtual Reality
Falschfarbe
Foto
IsolinieFoto-montage
Bernd JödickeFH Konstanz
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
Methoden
Sichtbarmachen der Strahlen
Handskizzenforward-ray-tracing
Aufzeigen der Wirkung der Beleuchtung
FotografieRaumwinkel-Projektions-Verfahren
radiositybackward-ray-tracer
Sichtbarmachen physikalischer Werte
Falschfarben-Darstellung
Bernd JödickeFH Konstanz
MaterialienMethodenAktuelle Projekte
MethodenHandskizzen
+ schnelleinfachleicht verständlich
- wenig konkretmanipulierend
Wird an derFH KN
eingesetzt
Lichtplanung
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Methodenforward-ray-tracer
Lichtquelle sendet viele Strahlen ausAuge sieht einige wenige Strahlen
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Methodenforward-ray-tracer
Software:ASAP
+ beliebige Materialienbeliebige GeometrienLeuchten berechenbarlichttechnisch richtig
- extrem hohe Rechenzeitenteure Softwarefester Beobachtungspunkt
Quelle
: O
psi
ra(F
H R
avensb
urg
)
Wird an derFH KNnicht
eingesetzt
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
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MethodenFotografie
+ schnelleinfachleicht verständlich
- geringe Dynamikkeine Vorhersage
Church of the depositionof the Holy Robe
Kreml
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
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MethodenRaumwinkel-Projektions-Verfahren
+ schnelle Berechnungleicht erlernbarpreiswerte Software vorhandene Leuchten Datenbanken
- nur diffuses Material
Wird an derFH KN
eingesetzt
Lichtplanung
Relux
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
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Methodenradiosity
Strahlungsgleichgewicht zwischen allenRaumflächen
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
+ Bewegung im Raum möglichLichtberechnung exakt
- nur diffuses Materiallange Berechnungszeitaufwändige Modellerstellung
lightscape
Methodenradiosity
Wird an derFH KN
eingesetzt
Lichtplanungr.vipar
SS2001JarekKizil
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Methodenbackward-ray-tracing
+ schnelle Berechnungbeliebige Materialienbeliebige Geometrienphotometrisch richtig
- keine Leuchten Datenbankenaufwändige Modellierungfester Beobachtungspunkt
Wird an derFH KN
eingesetzt
radiance
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Methodenbackward-ray-tracing
Beispiel
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Methodenbackward-ray-tracing
Beispiel
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Methodenbackward-ray-tracing
Beispiel
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Methodenbackward-ray-tracing
Beispiel
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MethodenFalschfarben
Farben haben an sich schon Bedeutung.Diese Bedeutung ist kulturell bestimmt
rot: Gefahr; heißblau: kühl
Diese intrinsive Bedeutung der Farbenkönnen bei Falschfarben-Bildernzu Fehlinterpretationen führen
Ausweg: ÜbungFarbstandard
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
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MethodenFalschfarben
Gleiches Haus
unterschiedlicheFarben
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Methoden
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Gerichte
te R
efle
xio
n
Diff
use R
efle
xio
n
Gem
ischte
Refle
xio
n
Kom
ple
xe R
efle
xio
n
Gerichte
te T
ransm
issio
n
Diff
usd
e T
ransm
issio
n
Kom
ple
xe T
ransm
issio
n
Relux X (X) Relux Vision X X X X X Radiance X X X X X X X lightscape (X) X (X) (X) X
CAD
3D-CAD VR
Planung Realisierung Abnahme
FalschfarbenSkizze
Zeichnung
Falschfarben
Foto Foto
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TabellenTabellen
CAD
Planung Realisierung Abnahme
Skizze
Zeichnung
Falschfarben
3D-CAD VR
Falschfarben
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
TabellenTabellen
Foto Foto
Materialien
Was nützt 3-Dimensionalität ?
Wie dokumentiert man dies ?
Aktuelle Projekte
Materialien
Was nützt 3-Dimensionalität ?
Wie dokumentiert man dies ?
RALV
Leuchtdichte-kamera
r.vipar
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteRapidAnalysis ofLuminosityVariationsAlte Methode
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle Projekte
Schnelle Vermessung von Lichtverteilungen
RapidAnalysis ofLuminosityVariationsPrinzip RALV
sitecoalanodAlcan
Gigahertz
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteRapidAnalysis ofLuminosityVariations
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteRapidAnalysis ofLuminosityVariations
LVK, auf schwarz korrigiert
1
10
100
1000
10000
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30
theta a
Reihe1
Reihe2
RALV- und klassischeMessung stimmen imRahmen der Genauigkeit überein
RALV: 1 secklassisch: 30 min
viele Materialienkönnen vermessen werden
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteLeuchtdichte Kamera
Bewertung von Beleuchtungsangaben
bisher: viele Einzelpunktmessungend.h. praktisch nie durchgeführt
neu: bildgebendes Verfahren
Aufnahme Leuchtdichtebilddaraus Info über lux-Werte
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteLeuchtdichte Kamera
Große Dynamik
Blendungbewertbar
WaldmannStadtwerke KN
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle ProjekteLeuchtdichte Kamera
Große Dynamik
lux-Wertebei diffusenFlächenbestimmbar
Methode zurBewertung vonBeleuchtung
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Aktuelle Projekte
r . vipar
RäumlicheVisualisierungphysikalischer Parameterin der Architektur
Ziele: LichtSchallStrömungenetc...
im Raum3-dimensionalsichtbar machen
Untersuchen welche Infos ausSimulationen wie dargestellt werden müssen
Untersuchen welchen Nutzen3-D Darstellungen bringen
C.Boytscheff FH KonstanzB.Jödicke FH KonstanzF.Schubert Uni Stuttgart
Einführung LichtMethodenAktuelle Projekte
Bernd JödickeFH Konstanz
Zusammenfassung
Licht muss visualisiert werden weil:es nicht sichtbar ist
dokumentierbar werden soll
diverse Methoden der Visualisierungwerden an der FH KN eingesetzt
Im F&E Bereich Licht liegt dieSchwerpunkte bei der Visualisierung
moderne bildgebende Verfahrenwerden zu weiteren Fortschritten führen
C. Monet
La grande bleuà Antibes