TKE-Testturm/vor dem Bau/Simulationen/20130802-134233B-nlh

Das Programm Sweet Home 3D:
Für die Erstellung des 3D-Modells von Rottweil (mit Wasserturm, Hochturm, Münsterturm, Kapellenturm und Testturm) wurde das Programm Sweet Home 3D verwendet. Das Programm ist "Open Source" und kann kostenlos herunter geladen werden. Eigentlich dient das Programm dazu, Zimmereinrichtungen dreidimensional darzustellen. Aber durch die Verwendung des Maßstabs 1:100 (1 Zentimeter entspricht 1 Meter) ist das Programm auch dazu geeignet, die Gebäude Rottweils dreidimensional darzustellen.
Dazu wurden für die Darstellung der Gebäude einfache Zylinder verwendet. Für jedes Gebäude des 3D-Modells benötigt man die folgenden Angaben für den entsprechenden Zylinder: die Höhe, die Breite und die Tiefe. Beispielsweise verwendet der Zylinder für den Kapellenturm folgende Daten: Höhe 70 cm, Breite 12 cm und Tiefe 12 cm. Hier wird der Maßstab 1:100 verwendet: aus der Höhe des Kapellenturms von 70 Metern in der Realität wird im Modell eine Höhe von 70 Zentimetern. Das für die Ansichts-Simulation verwendete 3D-Modell kann hier heruntergeladen werden: [./Rottweil.sh3d Rottweil.sh3d]. Diese Datei kann mit dem Programm Sweet Home 3D geöffnet werden, man erhält dann die folgende Ansicht:
Kameraposition einstellen:
Im unteren Bereich des Programms wird die erzeugte Ansicht für die aktuelle Kamera-Position dargestellt. Die Kamera kann an eine beliebige Position im Raum verschoben werden, am besten geschieht dies mit dem Menüpunkt 3D-Ansicht / Virtuellen Besucher anpassen aus dem Hauptmenü von Sweet Home 3D. Es erscheint dann folgendes Eingabefenster:
In diesem Beispiel befindet sich die Kamera 1087 Meter östlich und 1798 Meter südlich des Kapellenturms (Maßstab 1:100!), die Kamera ist in der Meereshöhe von 576 Metern positioniert. Außerdem kann die Blickrichtung der Kamera eingestellt werden. Der Kapellenturm befindet sich im Ursprung des X/Y-Koordinatensystems, die X-Achse zeigt nach Osten, die Y-Achse nach Süden. Es würde hier den Rahmen sprengen, eine ausführliche Einführung in Sweet Home 3D zu geben, aber das Programm ist recht intuitiv bedienbar, es lohnt sich, etwas damit herumzuspielen.
Bild der aktuellen Ansicht erzeugen:
Hat man die Position und Richtung der Kamera richtig eingestellt, so kann man mit dem Menüpunkt 3D-Ansicht / Foto erstellen ein Bild der aktuellen Ansicht erzeugen und speichern, dazu erscheint folgendes Fenster:
Durch Betätigen des Buttons Erstellen wird das Bild berechnet, es kann dann mit Hilfe des Buttons Speichern... gesichert werden. Beispielsweise erhält man folgendes Bild:
Montage des Testturms in ein Foto:
Die von Sweet Home 3D erzeugten Modell-Ansichten vermitteln bereits einen guten Eindruck, wie sich der Testturm in die Silhouette Rottweils einfügt. Aber nichts geht über ein Foto mit einer Ansicht von Rottweil, in das der Testturm ansichtsgerecht eingefügt ist.
Um den Testturm in ein Foto mit einer Ansicht von Rottweil zu montieren, muss dieses Foto folgende Voraussetzungen erfüllen: Es muss von der Kameraposition aus gemacht worden sein, für die auch das entsprechende Modellbild von Sweet Home 3D erzeugt wurde. Außerdem müssen auf dem Foto zumindest zwei Gebäude des 3D-Modells (Hochturm, Wasserturm, Münsterturm oder Kapellenturm) wenigstens teilweise sichtbar sein.
Beispiel: Auf dem Foto ist der Hochturm und der Kapellenturm sichtbar: Dann bestimmt man den horizontalen Abstand des Hochturms vom Kapellenturm in der Modell-Ansicht, die mit Sweet Home 3D erzeugt wurde. Die Größe des realen Fotos ändert man nun mit einem Grafikprogramm so ab, dass der horizontale Abstand des Hochturms vom Kapellenturm exakt gleich groß ist wie der Abstand der beiden Türme in der Modell-Ansicht von Sweet Home 3D. Damit hat das Foto nun die gleiche Skalierung wie die Modell-Ansicht und man kann nun den Testturm aus der Modell-Ansicht ins Foto übertragen. Beispiel: Hat der Testturm in der Modell-Ansicht einen horizontalen Abstand von 12 Zentimetern vom Kapellenturm, so muss der Testturm auch im Foto einen Abstand von 12 Zentimetern vom Kapellenturm haben.
Um genau zu bestimmen, wo der Testurm in vertikaler Richtung im Foto eingefügt werden muss, kann die Höhendifferenz zwischen dem Testturm und dem Kapellenturm im Modell verwendet werden. Beträgt die Höhendifferenz im Model beispielsweise 2,7 Zentimeter, so muss auch im Foto die Höhendifferenz 2,7 Zentimeter betragen. Nun wissen wir genau, wo der Testturm horizontal und vertikal ins Foto eingefügt werden muss, seine Durchmesser muss genau so groß sein wie der Durchmesser des Testturms im Modell. Anhand des Fotos kann dann auch gut bestimmt werden, welche Teile des Testurms überhaupt sichtbar sind und was von ihm durch andere Gebäude oder durch den Horizont verdeckt wird.
Anmerkung: Anstatt das Modell der Ansicht und das Foto so zu skalieren, dass die Abstände zwischen den Türmen gleich sind, kann auch folgendermaßen vorgegangen werden: Man misst den Abstand zweier Türme sowohl im Modell als auch im Foto. Dividiert man diese beiden Größen, so erhält man einen Faktor, um wieviel die Abstände im Foto vergrößert bzw. verkleinert werden müssen. Mathematisch gesehen wendet man den Strahlensatz an, der bei Zentralprojektionen immer gültig ist.
Wie genau das Rechteck für den Testturm ins Foto montiert wird,hängt natürlich davon ab, welches Grafikprogramm verwendet wird. Wer sein Grafikprogramm einigermaßen kennt, dem sollte es aber mit obigem Rezept relativ einfach gelingen, den Testturm maßstabsgerecht in ein Foto einzufügen.
Ermitteln der Daten für die Kameraposition in Sweet Home 3D:
Um die Daten der Kameraposition im 3D-Modell für eine bestimmte Ansicht auf Rottweil zu ermitteln, kann man das kostenlose Programm Google Earth verwenden. Mit der Lineal-Funktion von Google Earth kann man die Abstände der Kameraposition vom Kapellenturm in Richtung West-Ost und Nord-Süd einigermaßen genau ermitteln. Die Meereshöhe eines bestimmten Punkts der Erdoberfläche zeigt Google-Earth in seinem Ansichtsfenster unten rechts an.
Fazit:
Mit dem vorgeschlagenem Rezept sollte es geübteren Computerbenutzern möglich sein, selbst realistische Ansichten mit eingefügtem Testturm zu erzeugen. Vielleicht folgen nun viele Beispiele, wie der geplante ThyssenKrupp-Testturm die Ansichten von Rottweil verändern würde.
Bei Fragen, Kritik oder Bemerkungen zur vorgeschlagenen Methode für die Erzeugung von simulierten Ansichten mit Testturm bitte ich um eine Email an komtakt@rottweil.net.
Autor: August 2013, Norbert Luksch