16 „analoge“ Templates für „digitale“ 3D Citymodelle 2010/2011

Sechzehn „analoge“ Templates für 3D Citymodelle für das HPI zu Potsdam, ein Auftrag für eine „Aussenwahrnehmung“ der Problematiken der 3D Computergrafik in Stadtmodellen und mögliche Wege zu ihrer Modernisierung.

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Alte Technik neu interpretiert –  Templates zur Visualisierung von scheinbar alltäglichen Objekten und Landmarken in 3D Umgebungen.

Seit Imagine3D auf C64 und Amiga bis zu heute (2010) üblichen 3D Konstruktions- und Animationsprogrammen (4D Cinema, 3D Max, CityGml, ….) hat sich an der grundlegenden Problematik zwischen tatsächlich erscheinender Bildwirklichkeit und künstlich wirkender Grafik nichts geändert.
Die Auge/Hirnkopplung ist im Erfassen von „Bildern“ die als „echt“ interpretiert werden durchaus ungenau, so wird zum Beispiel in der FILMINDUSTRIE DAMIT GEARBEITET, DASS DIE BEWEGUNGSUNSCHÄRFE – TEIL DES BILDKONZEPTES IST UND DAMIT RELATIV EINFACH DEM AUGE VORGESCHWINDELT WERDEN KANN, DASS ES „WIRKLICHE“ DINGE SIEHT.

Ein weiteres Moment ist, dass wir wohl viele Dinge als „Gedanke im Kopf“ definieren können sie aber nicht aus dem „echten“ Leben tatsächlich kennen. Als Beispiel führte ich hier das SiFi Genre an, gerne akzeptieren wir alle Raumschiffe in wildem Flug als wirklich, obwohl die meisten wissen, dass die Flugvektoren und Annäherungsgeschwindigkeiten komplett 2D oder aber unmöglich sind, ganz abgesehen von der meist bombastischen Geräuschkulisse im Vakuum.
Die gesamte Darstellung inklusive der Audioseite dieser Sequenzen ist falsch und entspricht in keiner Weise dem Tatsächlichen und doch nimmt die Auge/Hirnkopplung dies als vordergründige Wahrheit an, da ihr keine tatsächlichen Referenzwerte zur Verfügung stehen.

In IT Anwendungen von 3D Stadtmodellen gibt es das immer wiederkehrende Problem, dass für fotorealistische Darstellung weder genug Netz-Bandbreite noch Programmieraufwand zur Verfügung steht. Die Updatefrequenzen derartiger Modelle am „schnellen“ Internet und die variablen Ausgabedevices vom Handybildschirmchen bis zum Groß-HD-Display erschweren ähnliche Trick wie im klassischen Filmgenre. Es muss an Dateiengröße und Programmieraufwand gespart werden, 3D Stadt und Landmodelle sind in ihrem Bestand zu kurzlebig und dynamisch um „hollywoodgleich“ programmiert und animiert zu werden.
Trotzdem muss die AUGE/HIRNKOPPLUNG DIE ANGEBOTENEN BILDER UND SEQUENZEN SCHNELL UND EINFACH – VERSTEHEN, INTERPRETIEREN UND ANWENDEN KÖNNEN.

DIE DENK- BZW. ARBEITSVORLAGEN IM FOLGENDEN ZEIGEN WIE EINFACH LANDMARKEN UND OBJEKTE AUCH IN KOMPLEXEN 3D STADTMODELLEN DARSTELLBAR SIND.

Wir sollten nicht immer auf eine dauernde Modernisierung und Scheinfortschrittlichkeit in Programmierung und Softwaredesign schielen, nur allzu oft führt uns dies eher nach rückwärts denn tatsächlich nach vor. Als Beispiel diene an dieser Stelle eine ironisch gemeinte Polemik: „Die Macht der Bilder wird immer wilder“ obwohl seit der Erfindung des Farbfernsehens nicht wirklich viel Neues geschehen ist“. Mit anderen Worten wie schon Eingangs erwähnt ist der Unterschied von Imagine3D zu 4D Cinema nicht wirklich groß obwohl über 25 Jahre Softwareentwicklung zwischen diesen zwei 3D Programmen liegen und auch der Hardwareaufwand heute um ein vielfaches größer ist als vor 25 Jahren. Der augenscheinliche Unterschied fällt aber eher enttäuschend aus, genau aus diesem Missverhältniss von zeitimmanenten Technikmode- Anspruch und historischer Tatsächlichkeit können wir lernen und tatsächlich NEUES ableiten. Dies NEUE ist wohl umspektakulär und zu klein um aufzufallen aber genau dies ist das Moment das uns in 3D Darstellungen helfen kann.

Die vorliegenden Templates sind ein Plädoyer zu Anwendung uralter Techniken aus  Grafik und Buchdruck. In vergangenen Tagen wurde viel Zeichensprache, Landmarken, Objekte (egal ob Natur oder Konstruktionen) und dergleichen mitteles Radierung und Stichtechnik dargestellt. Dies hatte den Vorteil, dass sich die Bilder in Schwarz/Weiss drucken ließen (Farbe war erst spät möglich bzw. sehr lange Zeit viel zu teuer und nicht Lichtresistent…..etc….). Kontraste, 3D Effekte wie räumliche Tiefe und dergleichen erreichte man durch intelligente Graustufenverwaltung bzw. durch die Strich- und Punktanwendung im Stich- bzw. Zeichenverfahren. DAS GEHEIMNISS DER SCHRAFFUR….!!!!! Die Auge/Hirnkopplung wurde nicht durch Farborgien und Bewegungsunschärfe beschwindelt bzw. abgelenkt, die Wahrnehmung der Graustufendarstellung erregt zumindest soviel Information das der Rest der Bildinfomationen vom Hirn des Betrachters selbst eingefügt wird, der zu vermittelnde Inhalt kommt trotz rudimentärer Darstellung des Informationsobjektes voll rüber.

Diese „alten“ Bildgebungsverfahren sollten wir uns heute zunutze machen und mit modernen Bildgebungstechniken kombinieren. Wie aus den Templates ersichtlich ist  „Wasser“ ein sehr problematisches Feld der digitalen Bildgenerierung.  Der Lösungsansatz ist einfach, anstatt Flüsse und Ströme in blauem, nebelhaften Gewabere (siehe Darstellung von Flüssen und Seen in Spielesoftware aber auch unter CityGML oder VRML etc..etc..) auszudrücken könnte die Strich- und Punkttechnik des klassischen Graustufen-Stiches angewendet werden. Als Beispiel hier der Vorschlag GOOGLE MAPS Darstellungen als Übungs- und Laborbeispiel zu verwenden und Flüsse, Seen und dergleichen durch Stichgrafiken anzureichern.

Die im folgenden verwendeten Vorlagen und Beispiele sind in der Regel Publikationen aus dem frühen 20 Jahrhundert entnommen (Geschichtsband 1908 etc…) und sollen auf visuelle klar verständliche Weise darstellen wie einfach Bildprobleme gelöst werden können.

Martin Reiter 2010

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Medienguerilla 2011

Frühes Netzwerk ohne jegliche Server, Datenübertragung per Funk mit dauermobilen Servern. Mögliche Counterstrategie zu  den mehr als anfälligen, für jeden einsehbaren, fremdbestimmten, sogenannte Web 2.0 Diensten des frühen 21 Jahrhunderts.

Gerade in Stadtmodellen und deren Verknüpfungen mit Komunen, Wirtschaftsbetrieben, der EU und den Dienststellen des Bundes ist eine „EIGENE“ Hardwareinfrastruktur unerläßlich.

Mit anderen Worten: „never trust the cloud“ – „never set up a cloud – because we or they hack it“ –

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Infoschaum

Vorlesungsvorlage: Gleichzeitigkeit im Kunstvideo und ihre Parallelen zu Gleichwertigkeiten in 3D Modellen. Wie kann der Inhalt eines Videofeeds auf Oberflächen gemappt werden ohne das die IT Netze-Rechner darunter zusammenbrechen?

Vorlage für Laboraufgabe/ „abstract coding“

Vorlage für Arbeitsbeispiel: Visualisierung der Grundlagen der Elektrotechnik in einem Modell -Verknüpfung der Objekte mit den einzelnen mathematisch/physikalischen Grundlageninformationen. Erstellung eines einfach wahrnehmbaren „Allgemeinmodelles“. Anwendungsvorschläge zur Übertragung dieses „aufgeladenen Modells“ in 3D Stadtlandschaften.

Der Generator als Industriebetrieb, die Induktion als Politik und die Grundlagen des Magnetismus als soziale Netzwerke…….(Denkbeispiel)

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Das Modell, die Wirklichkeit und die Drohnen

Die Parrot (Spielzeug) Drohne ist die günstigste Möglichkeit, 3D Objekte (Gebäude, Strassen, Bäume und dergleichen) in Luftaufnahmen zu erfassen. (Im Anhang findet sich  auch eine Möglichkeit die Aufnahmen mit dem iPhone Pixgrabber, oder unter Linux etc….zu speichern und zu verwalten).

Analyse, Evaluierung der Gegenstände der visuellen Templates dieser Arbeit, hinsichtlich ihrer Eignung in interaktiven 3D-Anwendungen und 3D-Systemen (mobil und stationär) bedeutet, mittels Drohnenflügen kann am besten eingeschätzt werden ob sich Ideen der 12 Vorlagen dieses Werkauftrages schon umsetzen lassen oder erst in Zukunft, nach Fortentwicklung einiger Schluessel“fremd“technologien (z.B. Verknüpfungen mit Google Maps, Cloudcomputing, etc…..), neu über die Vorlagen zur Objekterfassung in Echzeit nachgedacht werden muss.

Gerade der Einsatz der Drohne zeigt, wo die Probleme in 3D Stadtmodellen liegen. Durch die haptische Erfahrung des tatsächlichen Durchfluges – eben keine animierten Computergrafiksequenzen vermittelt sich, dass auch Ungenauigkeiten oder „Ruckeleffekte“ zu einem glaubwürdigen Betrachtungsergebniss führen können, sie müssen nur „analog“ (dies meint hier UNREGELMÄßIG) auftreten.

Die Drohne ist auch der einzige Lösungsansatz zum Citiymodell- Update in Echtzeit, wenn auch zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Luftverkehr im Stadtraum noch stringent geregelt ist, so ist doch absehbar, dass in Zukunft ungefährliche Ultraleichtkonstruktionen Singular oder auch im Schwarm zu Überwachungs und Erfassungszwecken eingesetzt werden. Die gesammelten Daten könnten dann in die verschiedenen Datenbaksysteme einfließen und von (z.B) Anbietern von 3D Stadtmodellen aufbereitet werden.

Unbedingt erwähnenswert an dieser Stelle ist die Überwachungs und Kontrollmöglichkeit die sich aus Kombination von 3D Stadt oder auch Landschaftsmodellen und Drohnen ergibt. Im Sinne der theoretischen Maschine „IM“ (Interventionsmaschine) ist dies zum einen ein perfekt, perfides Wahrnehmungswerkzeug im Sinne der totalen Überwachung und zum anderen eine Drohgebärde den Überwachten gegenüber.  Die Drohne im Stadtraum wird genauso zu Verhaltensänderungen führen wie die Überwachungskameras an jeder Ecke im Jahr 2011.

Auf die Problematik der Musterkennung und „Evaluierung von Gegenständen bzw. Verhalten beweglicher Objekte bis hin zu Personen“ in realistisch und unrealistisch, wird an anderer Stelle noch gesondert eingegangen. (besser aber man denkt diese Idee nicht weiter sie würde zu Verhaltens,- bis hin zur Zukunftskontrolle ausbaubar sein).

An dieser Stelle aber, soll uns die Drohne nur im Zusammenhang mit der Erfassung und Überprüfung von 3D Objekten interessieren und da im besonderen im Zusammenhang mit Gebäuden und Bäumen.

Es wäre eine perfekte Übungsaufgabe im Lehrbetrieb, Softwarelösungen zur Erfassung einzelner Bäume oder Gebäude zu erstellen. Beispiel: Autonomer Durchflug und Zählung der Bäume in einem Park, anschließend Erstellung eines 3D Modells dieser Parkanlage aufgrund der Drohnenvideodaten, sowie Automatisierung dieses Vorganges.

MR 2011

P1050065(Die hier veröffentlichten Textpassagen geben nur einen kleinen Teil der Arbeit wieder, zum einen aus urheberrechtlichen Gründen (die 16 Templates sind nun im Eigentum des HPI), zum zweiten – auch 2010 und 2011 wollte ich niemanden auf „falsche“ Ideen bringen. -die IM bleibt unter Verschluss…

 

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