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 Sicheres Bezahlen ohne Datenspur
17.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Saarbrücker Forscher erstellen digitale Objekte aus unvollständigen 3-D-Daten
12.10.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

„Antilopen-Parfüm“ hält Fliegen von Kühen fern

20.10.2017 | Agrar- Forstwissenschaften

Aus der Moosfabrik

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie