Bauinformatik3 at Hochschule München

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Geometrische Modellierung

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Verfahren der Modellierung:

Top Down

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Wozu Datenbanken?

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Normal mapping

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Flat shading

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Gouraud shading

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Boundary representation (brep)

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Constructive solid geometry 

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Informationen zum Drahtgittermodell

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Übertragung von Punktwolken in CAD

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Phong shading

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Bauinformatik3

Geometrische Modellierung
  • Für Computergrafik, CAD, Finite Elemente
  • Stellet Linien und Flächen über stückweise polygonale Kurven dar
  • Modellierubgstechniken:
    • Polygonisierung
    • Physikalisch basierte Modelle

Bauinformatik3

Verfahren der Modellierung:
Top Down
  • Erkennen der grundlegenden Dinge und Strukturen 
  • Bilden von Objekten
  • Definieren Ihrer Relationen
  • z.B. Entity-relationship modell

Bauinformatik3

Wozu Datenbanken?
  • Sehr viele Daten
  • Abbildung unterschiedlicher Sachverhalte
  • Viele Tabellen mit vielen Verknüpfungen

Bauinformatik3

Normal mapping
  • Erhöht Detailreichtum in Schattierungen
  • Übertrag der Beleuchtung von einem hoch auflösenden auf ein niedrig auflösendes 3D Modell
  • Detail der Oberfläche bleibt erhalten
  • Detail der Silhouette jedoch niedrige Auflösung 

Bauinformatik3

Flat shading
  • Einfaches Schattierungsverfahren
  • Lichtwert anhand der Flächennormale für gesamte Fläche 
  • Abgestufte, eckige Darstellung -> unrealistisch bei gekrümmten Flächen
  • Kleinere Polygone für genauere Darstellung -> größerer Rechenaufwand

Bauinformatik3

Gouraud shading
  • Flächennormale an den Eckpunkten
  • Beleuchtung über Fläche interpoliert
  • Oberfläche wirkt weich, Silhouette bleibt kantig
  • Sehr schnelles Verfahren 

Bauinformatik3

Boundary representation (brep)
  • Stellt Flächen- oder Volumenmodelle durch begrenzende Oberflächen dar
  • Häufig in CAD Programmen und 3D-Computergrafik
  • Geschlossene Hülle muss vom Anwender gegeben werden
  • Darstellung der:
    • Knoten über Koordinaten 
    • Kanten über Knoten
    • Flächen über Kanten (Reihenfolge beachten)
    • Volumen über Flächen

Bauinformatik3

Constructive solid geometry 
  • Komplexe Körper über boolsche Operationen (z.B. Verschneidung)
  • Basisobjekte = Primitive (einfache mathematische Formeln)
  • CSG-Baum stellt die Primitive bis hin zum Endergebnis dar 

Bauinformatik3

Informationen zum Drahtgittermodell
  • Dreidimensional
  • Stellt nur Kanten dar
  • Nicht immer eindeutig
  • Weiche Formen über Polygonnetze

Bauinformatik3

Übertragung von Punktwolken in CAD
  1. Schachbrettmarken erkennen
  2. Referenziertes der Standorte an Schachbrettmarken
  3. Erkennen von 3D-Geometrie mit Zusatzsoftware z.B. Decke, Wände, Boden
  4. Zuweisen der Flächen zur Gebäudestruktur
  5. Import der Flächen in CAD Programm
  6. Evtl weitere 3D Körper hinzufügen

Bauinformatik3

Phong shading
  • Flächennormale an den Eckpunkten
  • Flächennormale  für Pixel  interpoliert
  • Oberfläche wirkt weich, Silhouette bleibt kantig
  • Höherer Rechenaufwand als Gouraud 

Bauinformatik3

Bump mapping
  • Erhöht Detailreichtum ohne Veränderung der Geometrie
  • Schattierung auf Textur die mit Geometrie überlagert wird 
  • Bessere Qualität mit geringen Rechenaufwand 

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