Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Reale Landschaften virtuell erleben

01.04.2003


Komplexe Landschaften haben sich in ihrer Darstellung der Computergrafik bislang entzogen - Wissenschaftler des Konrad-Zuse-Zentrums für Informationstechnik Berlin (ZIB) visualisieren sie nun so wie sie jeder Spaziergänger kennt.



Landschaftsplaner haben es schwer. Wenn sie ihre Auftraggeber und die Öffentlichkeit von einer nachhaltigen Entwicklung der Landschaft überzeugen wollen, fehlt häufig das anschauliche Modell. Bis heute gibt es keine Software, mit der unsere mitteleuropäische Landschaft und ihre vielfältige Vegetation interaktiv erlebbar gemacht werden kann. Wissenschaftler des ZIB haben sich dieser Herausforderung gestellt. In dem von der Bundesstiftung Umwelt (DBU) mit 1,5 Millionen Euro geförderten Projekt "Lenne3D" entwickeln sie gemeinsam mit mehreren Kooperationspartnern Verfahren, mit denen es möglich sein wird, komplexe Landschaften im Rechner nachzubilden und in Echtzeit darzustellen.

... mehr zu:
»Echtzeit »Komplexität »Rechner »ZIB


Dabei gehe es nicht darum, Werbefilme zu entwickeln, sagt Armin Werner, Institutsleiter am Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF), das den landschaftsökologischen und planerischen Teil beiträgt und die Projektleitung inne hat. Vielmehr wolle man den Betroffenen ermöglichen, interaktiv verschiedene Planungsmöglichkeiten durchzuspielen. Ob ein Wald abgeholzt, ein Teich angelegt oder zukünftig Landwirtschaft betrieben werden soll - Behörden, Bauern oder Bürger können in einer computergrafisch erzeugten 3D-Szene verfolgen, wie sich die jeweilige Entscheidung auswirkt. Es können sowohl zukünftige als auch historische Landschaftsbilder in Echtzeit dargestellt werden. Zudem werden auch Auswirkungen visualisiert, die "nicht sichtbar" sind, Beispielsweise wenn infolge von bestimmten Eingriffen in die Landschaft Bodenerosion entsteht oder ein zu hoher Eintrag von Nitrat ins Grundwasser den Boden schädigt.

Dazu ist es einerseits notwendig, biologisches Wissen zu integrieren und darzustellen. Und andererseits muss die geometrische und farbliche Komplexität von Landschaften für den Computer reduziert werden. Kooperationspartner Oliver Deussen vom Institut für Software- und Multimediatechnik der TU Dresden hat dazu wichtige Vorarbeiten geleistet. Auf der Weltkonferenz für Computergrafik 1998 hatte er erstmals gezeigt, dass es möglich ist, komplexe Biotope zu modellieren und computergrafisch darzustellen. Die Pflanzen werden durch eine sehr große Anzahl von Dreiecken mit definierten Oberflächeneigenschaften im Rechner repräsentiert. Damit Pflanzen echt aussehen, muss ein Riesenaufwand betrieben werden. Die Herausforderung, sagt Hans-Christian Hege, Leiter der Abteilung Wissenschaftliche Visualisierung des ZIB, liegt darin, die Komplexität der darzustellenden Szene drastisch zu verringern - ohne dass dies für den Betrachter sichtbar wird. Dazu müssen die visuell relevanten Informationen ermittelt und in geeigneten passenden Datenstrukturen abgelegt werden. Mit modernsten computergrafischen Verfahren können dann viele Bilder pro Sekunde erzeugt und berechnet werden. Zur geometrischen Darstellung der Objekte verwenden die ZIB-Forscher statt Dreiecken auch Linien und Punkte. "Immer dann, wenn ein Detail vom Betrachter entfernt liegt, erscheint das Dreieck nur noch als Punkt. Und je weiter es wegrückt, umso weniger Punkte reichen für die Darstellung", erläutert Liviu Coconu, Computergrafiker am ZIB. Außerdem muss nicht mehr jede Pflanze separat gespeichert werden. Einmal reicht. Dann wird die Pflanze skaliert, kopiert und an anderen Stellen wieder eingefügt. Solche Methoden reduzieren die Rechenzeit.

Diese und weitere, abstraktere Optimierungsmethoden zu entwickeln ist ein wesentlicher Teil des Forschungsprojekts. Der andere Teil ist die Automatisierung des Inputs. Dazu gehört das Anlegen von Texturen. Das sind Teilbilder, die Details - beispielsweise von Baumrinden oder Häuserwänden - realistisch wiedergeben und bei Bedarf in das Computerbild eingefügt werden.

Beteiligt an dem interdisziplinären Projekt sind deshalb nicht nur Informatiker und Computergrafiker, sondern auch Biologen, Geologen, Landschaftsplaner und Landschaftsarchitekten. An drei Beispielen aus der Praxis will das Team das Verfahren erproben. Zum einen im Rahmen einer Kooperation mit dem Vorhaben "Interaktiver Landschaftsplan Königslutter". Zum anderen in der Uckermark und in der Potsdamer Kulturlandschaft. Erste Bilder, derzeit noch von künstlichen Landschaften, sind bereits zu sehen.

Kontakt:

Zuse Institut Berlin (ZIB)
Takustr. 7
14195 Berlin-Dahlem
Hans Christian Hege
Tel.: 030-84185-141
Fax: 030-84185-107
Email: hege@zib.dehege@zib.de

Philip Paar
Tel.: 030-84185-338
Email: paar@zib.de

Henry Thieme | ide
Weitere Informationen:
http://www.zib.de/visual
http://www.lenne3d.de

Weitere Berichte zu: Echtzeit Komplexität Rechner ZIB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Intelligente Industrialisierung von Rechenzentren
15.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie