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Forschungsprojekte Räumliche Visualisierung von physikalischen Paramtern in der Architektur "r.vipar" 1. Zusammenfassung Ausgangslage Moderne computerunterstützte
Methoden erlauben die Berechnung von komplexen physikalischen Vorgängen.
Zunehmend wird dies auch für den Bereich Architektur und Städtebau
möglich solche Methoden einzusetzen. So können die Ausbreitung
von Luftschadstoffen, die Schallverhältnisse in Räumen oder
die genauen Lichtwirkungen gut simuliert werden. Ein großes
Problem besteht derzeit noch darin, dass die Ergebnisse nicht leicht verständlich
sind. Sie liegen entweder als Zahlenreihen oder schon besser als eindimensionale
Bilder vor. Da Architektur
und Städtebau aber räumlich orientiert sind werden die wirklichen
Ausmaße der physikalischen Vorgänge erst wirklich im Raum sichtbar. Außerdem
existieren keine systematischen Untersuchungen in welcher Tiefe Daten
für das Verständnis benötigt werde und wie die Daten daher
aufzubereiten sind. Darüber
hinaus ist die Sprache von Architekten und Ingenieuren im Bereich Bau
z.T. so verschieden, dass eine Verständigung über wichtige Probleme
an den Schnittstellen schwer fällt. Daraus resultieren sehr häufig
Missverständnisse mit schweren Planungsfehlern als Folgeerscheinung. Ein System
welches physikalische Daten im Raum darstellen kann, existiert derzeit
nicht. Ziel der Arbeit In der vorgeschlagenen Arbeit soll aus vorhandenen Teillösungen ein System aufgebaut werden mit dem die räumliche Darstellung möglich ist. Dabei soll die Schnittstelle so geschaffen sein, dass die Daten unterschiedlicher physikalischer Berechnungen in das System eingegeben und dargestellt werden können. Neben der räumlichen
Darstellung soll auch eine real-time Darstellung möglich sein. Als Ergebnis der Arbeiten soll das System physikalische Daten im 3D-Raum erleben lassen können. Darüber hinaus wird ein Vorschlag erarbeitet für die Beschaffung besserer Hardware zur 3D-Darstellung der Daten. Dieses Tool
soll es Ingenieuren und Architekten ermöglichen über „Bilder“
eine gemeinsame Sprache zu finden und so schwierige Schnittstellenfragen
für beide Seiten kompetent zu beantworten. Weg zur Lösung der Aufgabe Stand der Technik
der Visualisierungsmöglichkeiten feststellen. Insbesondere aus dem
Bereich 3-D Videospiele Software und 3-D Darstellungs-Hardware. Festlegen auf
zunächst Luftschadstoffausbreitung und Lichtsimulation. Offenhalten
des Systems für Schall, Wärme, Strömung und andere physikalischen
Daten. Definition der für das Projekt minimal benötigte Hardware (Computer, Shutter-Brille, Bildschirm). Schreiben der
Schnittstelle zwischen den beiden ausgewählten physikalischen Datenarten
und der 3D Visualisierung. Die Wirkung
der so dargestellten Arten ist in Testläufen mit Studierenden der
Fachbereiche Architektur und Bauingenieurwesen zu testen und zu bewerten. Zudem ist innerhalb
des Projektes eines systematische Untersuchung durchzuführen die
klären soll wie physikalische Daten in Architekturmodellen benötigt
werden. Projektbegleitend
wird die Entwicklung bei der 3D-Hardware verfolgt, am Projektende der
Stand dokumentiert und ein Vorschlag für die Beschaffung erarbeitet. Wichtig für das gesamte Projekt ist, dass Architekt/Städteplaner und Physiker/Lichttechniker ihre Erfahrung auf dem jeweiligen Gebiet einbringen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Werkzeug von beiden Berufsgruppen benutzt werden kann. back Eine weitere Einrichtung ist das Virtual Reality Labor mit einer stereoskopischen Vierseitenprojektion für 3D Echtzeitanwendungen "Immersive_Room" und für die Lehre und Forschung zur Verfügung steht. Das Virtual Reality Labor dient der Erforschung und Entwicklung von Verfahren der Virtuellen Realität für den Einsatz in der Architektur, Städtebau und Kommunikationsdesign. Ziel ist einen Kompetenz-schwerpunkt im Bereich der Anwendungen der Virtuellen Realität an der FH Konstanz auch mit andere Fachbereichen zu entwickeln. Das Virtual Reality Labor ist eine Querschnittseinrichtung der Fachbereiche Architektur und Gestaltung, Bauingenieurwesen und Maschinenbau. back Abgeschlossende Forschungsprojekte Prof. Constantin Boytscheff hat 10 Jahre Berufserfahrung als Stadtplaner. Danach konnte er sich eine 14 jährige Lehr- und Forschungserfahrung auf dem Gebiet der digitalen Werkzeuge in der Architektur und der Stadtplanung als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Stuttgart erwerben. Er hat in dieser Zeit das CAAD-Labor des Städtebau-Institutes aufgebaut und geleitet. Er hat mehrere Forschungsprojekte und Drittmittelprojekte mit der Industrie initiiert und geleitet. An der FH Konstanz baut er in der Professur „Digitale Medien und CAAD“ den „digitalen Lehrbereich“ der Studienrichtung Architektur auf und setzt seine bisherigen Forschungs- und Entwicklungsprojekte fort. Dabei standen und stehen folgende Bereiche im Vordergrund:
Ein wichtiger
Bereich ist die Simulation von Umweltgesichtspunkten im Städtebau
und auch der Architektur. Hier geht es derzeit im wesentlichen um die
Auswirkungen von Lärm, Luftschadstoffen und Klimabeeinträchtigungen. Voraussetzung beim Einsatz von digitalen Werkzeugen für den Entwurf und Simulationsprogrammen für die Umweltoptimierung im Städtebau und Architektur ist das Vorhandensein von digitalen 3D-Stadtmodellen. Die Qualifikation in diesem digitalen Bereich für den Städtebau hat zur Zusammenarbeit mit Industriebetrieben bei der Fabrikplanung geführt. So finanzierte DaimlerChrysler aus Baden-Württemberg die Forschungsaktivität im Stadt/Fabrik/Umweltbereich durch die Finanzierung einer Stelle für einen Physiker an der FH Konstanz. Auch weitere Kooperationen mit Städte und Gemeinden sind geplant. Ein weitere Schwerpunkt für Forschungsaktivitäten ist die Entwicklung und Optimierung der Arbeitsprozesse in immersiver Umgebung für die Architektur und den Städtebau. Dazu wird auch das inzwischen vorhandene VR-Labor mit dem Immersive_Room (4-Seiten VR-Installation) dienen. back [1] Constantin Boytscheff, „Neue Medien im Städtebau“, Bericht am Städtebaulichen Institut der Universität Stuttgart, 1989 [2] Constantin Boytscheff, Alfred Flaig, Thomas Hafner (Herausgeber), „Stadt der Zukunft, Architektonische Utopie“, Reader zum Seminar im WS 1990/1991, Städtebauliches Institut der Universität Stuttgart, 1991 [3] Constantin Boytscheff, Horst Gerken, „Computereinsatz bei Stadtplanung. Bedingungen und Möglichkeiten". In Bundesbaublatt, Heft 2, 1992 [4] Constantin Boytscheff, „Das digitale Bild der Stadt“, Materialen zur Ausstellung des CAAD-Labors, Städtebauliches Institutes der Universität Stuttgart, 1993 [5] Constantin Boytscheff, „Mannheim 1758 Computeranimation in der Stadt“, in BI. Informationen für die Nutzer des Rechenzentrums, Stuttgart 1993 [6] Constantin Boytscheff, „CAD in der Planung von Kleinstädten und im ländlichen Raum". In CAD Praktikum für Stadtplaner, Herausgeber: Horst Gerken, Karl-Michael Baumgarten, Expert Verlag, Ehningen 1993 [7] Constantin Boytscheff, „Impulswege in der Stadt“. In: Der Architekt, Zeitschrift des Bundes Deutscher Architekten, BDA Nr. 2, 1995 [8] Constantin Boytscheff, „Building Cities, CAAD-Lab Institute for Urban Design and Planning University of Stuttgart“, Bericht am Städtebaulichen Institut der Universität Stuttgart, Februar 1995 [9] Constantin Boytscheff, „CAAD-Labor Architektur und Stadtplanung Universität Stuttgart", Internet World Wide Web: http://www.architektur.uni-stuttgart.de/labor/, Juni 1995 [10] Constantin Boytscheff, „reality=25 frames/sec, Werkschau und Kolloquium im CAAD-Labor des Städtebaulichen Institutes" In: BI, Informationen für den Nutzer des Rechenzentrums Heft 1/2, S. 4-8, 1996 [11] Constantin Boytscheff, Materialien zur Veranstaltung „reality=25 frames/sec, Werkschau und Kolloquium im CAAD-Labor des Städtebaulichen Institutes", http://www.architektur.uni-stuttgart.de/werkschau/, 10. Februar 1996 [12] Constantin Boytscheff, T. Hundt, A. Köninger, S. Schweizer, „Neue Wege für den Städtebau". In: BI, Informationen für den Nutzer des Rechenzentrums Heft 4, S. 10-25, 1996 [13] Constantin Boytscheff, „Zum Interface von 3D-GIS“, Proc. Workshop Gebäudeinformationssysteme, Technische Akademie Esslingen, 28. Oktober 1996 [14] Constantin Boytscheff, „Virtual Reality in Architectural Planning", Proc. Workshop 3D-City Modell, Bonn, November 1996 [15] Constantin Boytscheff, Sigrid Bartel, Ralf Bill, Alexander Köninger, „3D-Stadt-GIS", Abschlußbericht zum DFG Forschungsprojekt Rostock und Stuttgart 1997 [16] Constantin Boytscheff, Sigrid Bartel, Ralf Bill, Alexander Köninger, „Datenfusion zur Erstellung realitätsnahen 3D-Geo-Informationssysteme für städtebauliche Planung“. In: ZPF Zeitschrift für Photogrammetrie und Fernerkundung, 4/1997, S.129-137 [17] Constantin Boytscheff, Ralf Bill, „Digitale Straßenzüge für die Stadtplaner von morgen“. In: forschung - Mitteilungen der DFG, 1-2/ 98, S.22-25 [18] Constantin Boytscheff, „3D StadtGIS“, Vortrag im Workshop „Virtual GIS“ an der Universität Rostock, 28. und 29. September 1998 [19] Constantin Boytscheff, „Internet Architektur Preis 1998", Preisrichter, Baunetz Berlin, 23 Oktober 1998 [20] Constantin Boytscheff, „Architektur in Bewegung“, Vortrag und Videopräsentation auf dem Forum CAT98, Stuttgart 1998 [21] Constantin Boytscheff, „Der Tunnel unter dem Bodensee“ Filmprojekt mit Studierenden der FH-Konstanz für die Theateraufführung „Große Fische, kleine Fische“ des Seeburgtheaters, Bodensee, 4. Mai 1999 [22] Constantin Boytscheff, „Humane Perspektiven im digitalen Zeitalter“, Vortrag im Workshop „Architektur im Informationszeitalter“, Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) Stuttgart, Mai 1999 [23] Constantin Boytscheff, „Digitale Architekturwerkzeuge Hochschulerfahrung und ihre Praxisanwendung“, Vortrag auf dem Forum CAT99, Stuttgart Juni 1999 [24] Constantin Boytscheff, „3D-Stadtmodelle für ein integriertes Wissens- Planungs- und Entscheidungsmangement unserer Städte“ Vortrag an der FH Basel am 17.02..2000 [25] Constantin Boytscheff, Dr. Stefan Schweizer, „Wege zu einer umweltverträglichen Mobilität am Beispiel der Region Stuttgart“, Teilprojekt Lokale Ebene, Abschlussbericht, Institut für Volkswirtschaftslehre und Recht, Abteilung für Volkswirtschaftslehre, Universität Stuttgart, Mai 2000 [26] Constantin Boytscheff, „Räume in und um uns“, Antrittsvorlesung an der FH-Konstanz, 17.5.2000 [27] Constantin Boytscheff, „3D Stadtmodell Simulation 4D – the next reality” Vortrag im Workshop 3D-Stadtmodelle vom Zentrum für graphische Datenverarbeitung und Fraunhofer Institut für graphische Datenverarbeitung, Darmstadt 22. bis 28. November 2000 [28] Constantin Boytscheff, "Nuevos Impulsos en Urbanismo: Digitalización para el Medio Ambiente" Vortrag an der Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Chile, Santiago de Chile, 14. Dezember 2000 [29] Constantin Boytscheff, “New approaches in the urban design and planning - Environmental digital tools” Vortrag an der Facultad de Arquitectura de la Universidad de Talca, Chile 4. Janunar 2001 [30] Constantin Boytscheff, „Nutzung für 3D Stadtmodelle“ – Vortrag auf dem 4. Seminar GIS im Internet/Intranet, Universität der Bundeswehr München, 21. bis 23. Mai 2001 [31] Constantin Boytscheff „Ursprünge, bisherige Arbeiten und Perspektiven der digitalen Werkzeuge für die Architektur“, Vortrag an der Universität Stuttgart, 2. Mai 2002 [32] Constantin Boytscheff, „Architects for virtual worlds“ – Präsentation auf dem VR World Congress, Luxemburg, 23. bis 24. Juni 2003 [33] Constantin Boytscheff, Bernd Jödicke, Martin Merkler, Jens Wiesner, Frieder Schubert, Philipp Lurz, „Physical Simulation in a VR Tool for Urban Design“ – Vortrag auf der 22. acadia conference 2003, Ball State University, Indianapolis USA, 23. bis 26. Oktober 2003 [34] Constantin Boytscheff, „New interaction in virtual worlds” Präsention eines VR-Projektes am EVL, University of Illinois at Chicago, 10. Dezember 2003 [35] Constantin Boytscheff, „Working with Virtual Reality in Architecture at the FH-Konstanz”, Vortrag am EVL, University of Illinois at Chicago, 16. Dezember 2003 [36] Constantin Boytscheff, „ Working at the EVL at Chicago”, Vortrag und Präsention eines VR-Projektes am EVL, University of Illinois at Chicago, 24. Februar 2004 back |