Digi
Digitale Formfindung
Digitale Formfindung
Parametrische Modelle können beim Entwerfen unterstützen.
Nennen und erläutern Sie drei unterschiedliche Beispiele
- BMW Welt München: über "Sanduhr" wurde Gitternetz gelegt --> PC ist fähig, eine passende Gitterstruktur zu entwerfen, Form kann aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden -> Bauteile
- Man hat eine Gitterstruktur, weiß nicht, wie diese Struktur auf das Tragwerk angewandt werden soll -> Konstruktionsteile Paneling: parametrisches Entwurfsprogramm hilft bei Knotenproblematik, Ursprungsform bleibt erhalten, Kantenlänge wird verändert, verändert man 1 Knotenpunkt, passt sich die gesamte Tragstruktur an
- Treppe: passt sich automatish an Raumhöhe an, wird Raumhöhe verändert, verändert sich Auftritt, Steigung und Stufenanzahl so, dass es wieder passt -> raumbildende Elemente
Sie drucken ein gerendertes Bild mit sehr leuchtenden Farben aus. Die Farben auf dem Ausdruck unterscheiden sich von der Bildschirmdarstellung. Erklären Sie, warum die Farbverschiebung entsteht.
- Der Drucker hat als Farbraum CMYK (32bit) -> Cyan, Magenta, Yellow, Key (=Black)
- man hat das Rendering als RGB gespeichert (24bit) -> Red, Green, Blue
- CMYK = Subtraktives System, aus Pigmenten
- RGB = Additives System aus Lichtpunkten
- beide Farbsysteme haben unterschiedlche Bereiche, d.h. wenn ich das RGB-Bild an den Drucker sende, wandelt dieser es nicht 1:1 um, sondern ersetzt fehlende Farben -> das Bild verändert sich in den Farben
Nennen Sie 6 Eingabegeräte für den Computer bei der Planung
- Tastatur
- Maus
- Drawing Pad
- Abtastgerät
- Trackball (mit 3D-Cursor)
- Drehknöpfe
Was sind BUMP-Maps?
Zählen Sie zwei unterschiedliche Einsatzgebiete auf.
Bumpmapping kommt in der 3D-Computertechnik vor und verbessert den Detailgrad eines Objektes, ohne dabei die Komplexität zu erhöhen und damit die Render-Zeit zu verlängern.
Beispiele:
- Orange: einfache Geometrie (Kugel), viele kleine Beulen, die Schatten werfen
- Dielenboden: man legt Textur auf Boden, Dielen sehen etwas verbeult und natürlicher aus
- Landschaftsreliefs: Die Landschaft soll 3D wirken, bleibt aber glatt
Sie möchten den Bierkrug exakt mit einem CAD-Programm 3D-Modellieren. Wie gehen Sie dabei vor
- Grundform: Spline mit Kreissegmenten und Linien; Abrunden der Ecke mit Werkzeug; Rotation um Mittelachse
-Löcher: außen reinmodellieren mit Booleschen Operatoren -> Subtraktion! Kugel (Kreise als Hilfslinie, werden danach gelöscht) Kugel schneidet Volumen raus - Einkerbungen
- Henkel: Kreis+Pfad: Translation, Kreis wird auf Pfad angewendet
-Addieren der Elemente: mit der Boolschen Operation "Addieren"
Was sind Nurbs-Flächen? Nennen Sie zwei Einsatzgebiete
-Nurbs sind "nicht uniforme rationale B-Splines", mit ihnen lassen sich individuell & intuitiv alle möglichen Flächen und Formen bilden
- bei Veränderung (Verschieben, Löschen) eines Punktes verändert sich NICHT das gesamte Objekt
1) z.B. beim intuitiven Erstellen einen ungleichmäßig geformten Stuhls
2) z.B. beim Schaffen eines Geländemodells für den CAD-Entwurf
Sie wollen Pläne an den Bauherren digital übergeben. Sie überlegen, ob Sie DXF oder PDF als Austauschformat verwenden, Nennen Sie je drei Vorteile
DXF:
+ Daten lassen sich nachträglich noch verändern, drehen, anpassen
+ Schnittstellen mit fas allen CAD-Programmen möglich
+ einzelne Dateien kännen nich integriert werden; ein anderer Architekt kann z.B. daran weiterarbeiten
--> nicht so leicht zu handhaben wie PDF, nicht jeder Computer kann es öffnen
PDF:
+ übersichtlicher, nicht mehr veränderbarer Plan
+ Vektorgrafik, dh. kein Pixeln
+ mehrere Seiten möglich, schöne Präsentation als "Mappe" vom Plan
--> Bauherr hat hier leichtere Einsicht, er kann damit direkt zum Plotten / Drucken gehen und muss nichts mehr layouten
Der Prozessor Ihrer Grafikkarte (GPU) übernimmt immer mehr Aufgaben bei der Datenverarbeitung. Nennen Sie 2 Einsatzgebiete.
- Computerspiele -> Echtzeitrendern; paralleles Rendern während dem Spiel
- Virtuelle Welten mit CAD -> Simulation des späteren Hauses; Wiedergabe der Texturen, Geometrien, Schatten nach dem Rendering
Auf Ihrem Rechner sind Schriften installiert. Werden Schriften in Pixel- oder in Vektoren beschrieben? Erläutern Sie
Schriftarten sind Vektorbasiert, dadurch sind sie skalierbar.
Wie funktionieren Pixelformate?
Nennen Sie vier Pixelformate mit unterschiedlichen Einsatzgebieten.
- Pixelformate setzen sich aus mosaikartig aus einzelnen Pixeln zusammen
-1 Pixel = genau eine Farbe
- bei Vergrößern: Bild "pixelt", man sieht einzelne Bildpunkte
JPG: bei Kompression verlustbehaftet, endgültiges Abspeichern von Fotos etc.
GIF: typ. Internetformat; 8bit = 256 Farben, kleine Datengröße
TIFF: hochwertige Bilddateien, bei Kompression kein Verlust, gut weiterverarbeitbar, aber schnell sehr speicherintensiv
PNG: kein Verlust bei Kompression, kein CMYK, deswegen nicht als tif-Ersatz geeignet
Wie funktionieren Vektorformate?
Nennen Sie vier Vektorformate mit unterschiedlichen Einsatzgebieten
-Vektorformate bestehen aus Linien, Kreisen, Splines... aus Grundelemente
- Bild erleidet bei Vergrößerung keinen Qualitätsverlust, kein Pixeln
PDF: endgültige Weitergabe der Datei (z.B. Plan) an Plotter
EPS: Vorgänger der PDF's, noch veränderbar
DXF: In fast alle CAD-Programme importierbar, Austauschformat
SVG: Format für zweidimensionale Vektorgrafiken, wird vor allem für Grafiken eingesetzt
Welche Bilddatei-Formate kennen Sie?
JPG
GIF
PNG
TIFF
BMP
Welches Format verwenden Sie, wenn das Bild später für einen Buchdruck verwendet werden soll?
TIFF
Welches Bildformat kann nur 256 Farben darstellen? Geben Sie die Farbtiefe in Bit an
GIF (8bit)
3D-Modellierung: Kleiderhaken
Spline mit gekrümmten Kurven zeichnen -> Extrudieren zu Extrusionskörper
3D-Modellierung: Türknopf
Kegel -> Rotationskörper
Kugel
Rotationskörper mit Boolesche Operation: Subtrahieren
3D-Modellierung: Türgriff
2x Kreis extrudieren
Für gekrümmte Oberflächen: NURBS-Objekte erlauben intuitivere Flächeneditierung
Welche Rendertechniken wurden verwendet?
Radiosity & Raytracing
Sie möchten Farbbilder Ihrer Projekte in einem Buch publizieren. In welcher digitalen Form liefern Sie diese an den Drucker?
Begründen Sie Ihre Antwort
TIFF: Farbbilder: Farbmodell CMYK (ideal für Drucker) hohe ualität und Farbabstufung dank 16bit pro Farbkanal, braucht aber schnell viel Speicherplatz
PDF: ideal zum weiterbearbeiten, beliebig skalierbar
Sie möchten Graustufenbilder Ihrer Projekte im Internet publizieren. In welcher digitalen Form stellen Sie diese online?
Begründen Sie Ihre Antwort.
GIF: 256 Farben (8bit) sehr kleine Dateigröße, von allen Browsern unterstützt, typisches Internetformat, enthält Alpha Kanal
Sie möchten mit einer Baufirma digital Plandaten austauschen. Worauf müssen Sie achten?
Technische Richtlinien gemeinsam festlegen: Hardware, Software, Datenaustauschformat, Übertragungsformat
Auf Datenschutz und -sicherheit achten: Vertraulichkeit, regelmäßige Backups, den dafür nötigen Mehraufwand beachten
Sinnvolle einheitliche Layerstruktur
Zwischen einem Architekturbüro und einem Heizungsplaner werden CAD-Daten ausgetauscht. Das Architekturbüro und der Heizungsplaner verwenden unterschiedliche CAD-Systeme. Welches Format für den Datenaustausch ist hier sinnvoll?
DXF: Eingabe & Ausgabe in fast allen CAD-Systemen möglich = netrales Datenaustauschformat, kann weiterverarbeiten werden
Sie wollen einen DinA3 Plan als PDF erstellen. Welche Inhalte kann der Plan enthalten?
Linien, Flächen, Texte, Bilder, Vektor- und Rastergrafiken, Links, CMYK oder RGB Farbraum, auch komplette Fonts
Nennen Sie die Booleschen Operationen (Verknüpfungsoperationen CSG)
- Vereinigung U: C= AuB
- Differenz |: D = A|B
- Durchschnitt n: E = AnB
Nennen Sie 3 Möglichkeiten der Produktionsmodellierung
- Rotation
- Translation
- Trajektion
Nennen Sie die 6 Renderarten:
- Verdeckte Kanten: hidden lines
- Flat Shading: Farbintensität = n*l; Skalarprodukt
- Gouraud Shading: Interpolation der Farbintensitäten an den Ecken über das Polygon
- Phong Shading: Interpolation der Farbintensitäten über das Polygon (Ebene, Ecken, Kantenmitten)
- Raytracing: Licht-Strahlungsverfolgung
- Global Illumination: gegenseitige Beeinflussung von Objekten, Bsp: rote Wand, angrenzende Wand auch rot)
--> Rechenzeiten erhöhen sich enorm: Bsp: Raytracing = 1min / Global Illumination = 12min
Definition BIM
Building Information Modeling ( dt. Gebäudedaten-Modellierung )
Beschreibung des 3D & objektorientierten Design-Prozess Alle relevanten Gebäudedaten werden vernetzt.
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Cartes-fiches
Parametrische Modelle können beim Entwerfen unterstützen.
Nennen und erläutern Sie drei unterschiedliche Beispiele
- BMW Welt München: über "Sanduhr" wurde Gitternetz gelegt --> PC ist fähig, eine passende Gitterstruktur zu entwerfen, Form kann aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden -> Bauteile
- Man hat eine Gitterstruktur, weiß nicht, wie diese Struktur auf das Tragwerk angewandt werden soll -> Konstruktionsteile Paneling: parametrisches Entwurfsprogramm hilft bei Knotenproblematik, Ursprungsform bleibt erhalten, Kantenlänge wird verändert, verändert man 1 Knotenpunkt, passt sich die gesamte Tragstruktur an
- Treppe: passt sich automatish an Raumhöhe an, wird Raumhöhe verändert, verändert sich Auftritt, Steigung und Stufenanzahl so, dass es wieder passt -> raumbildende Elemente
Sie drucken ein gerendertes Bild mit sehr leuchtenden Farben aus. Die Farben auf dem Ausdruck unterscheiden sich von der Bildschirmdarstellung. Erklären Sie, warum die Farbverschiebung entsteht.
- Der Drucker hat als Farbraum CMYK (32bit) -> Cyan, Magenta, Yellow, Key (=Black)
- man hat das Rendering als RGB gespeichert (24bit) -> Red, Green, Blue
- CMYK = Subtraktives System, aus Pigmenten
- RGB = Additives System aus Lichtpunkten
- beide Farbsysteme haben unterschiedlche Bereiche, d.h. wenn ich das RGB-Bild an den Drucker sende, wandelt dieser es nicht 1:1 um, sondern ersetzt fehlende Farben -> das Bild verändert sich in den Farben
Nennen Sie 6 Eingabegeräte für den Computer bei der Planung
- Tastatur
- Maus
- Drawing Pad
- Abtastgerät
- Trackball (mit 3D-Cursor)
- Drehknöpfe
Was sind BUMP-Maps?
Zählen Sie zwei unterschiedliche Einsatzgebiete auf.
Bumpmapping kommt in der 3D-Computertechnik vor und verbessert den Detailgrad eines Objektes, ohne dabei die Komplexität zu erhöhen und damit die Render-Zeit zu verlängern.
Beispiele:
- Orange: einfache Geometrie (Kugel), viele kleine Beulen, die Schatten werfen
- Dielenboden: man legt Textur auf Boden, Dielen sehen etwas verbeult und natürlicher aus
- Landschaftsreliefs: Die Landschaft soll 3D wirken, bleibt aber glatt
Sie möchten den Bierkrug exakt mit einem CAD-Programm 3D-Modellieren. Wie gehen Sie dabei vor
- Grundform: Spline mit Kreissegmenten und Linien; Abrunden der Ecke mit Werkzeug; Rotation um Mittelachse
-Löcher: außen reinmodellieren mit Booleschen Operatoren -> Subtraktion! Kugel (Kreise als Hilfslinie, werden danach gelöscht) Kugel schneidet Volumen raus - Einkerbungen
- Henkel: Kreis+Pfad: Translation, Kreis wird auf Pfad angewendet
-Addieren der Elemente: mit der Boolschen Operation "Addieren"
Was sind Nurbs-Flächen? Nennen Sie zwei Einsatzgebiete
-Nurbs sind "nicht uniforme rationale B-Splines", mit ihnen lassen sich individuell & intuitiv alle möglichen Flächen und Formen bilden
- bei Veränderung (Verschieben, Löschen) eines Punktes verändert sich NICHT das gesamte Objekt
1) z.B. beim intuitiven Erstellen einen ungleichmäßig geformten Stuhls
2) z.B. beim Schaffen eines Geländemodells für den CAD-Entwurf
Sie wollen Pläne an den Bauherren digital übergeben. Sie überlegen, ob Sie DXF oder PDF als Austauschformat verwenden, Nennen Sie je drei Vorteile
DXF:
+ Daten lassen sich nachträglich noch verändern, drehen, anpassen
+ Schnittstellen mit fas allen CAD-Programmen möglich
+ einzelne Dateien kännen nich integriert werden; ein anderer Architekt kann z.B. daran weiterarbeiten
--> nicht so leicht zu handhaben wie PDF, nicht jeder Computer kann es öffnen
PDF:
+ übersichtlicher, nicht mehr veränderbarer Plan
+ Vektorgrafik, dh. kein Pixeln
+ mehrere Seiten möglich, schöne Präsentation als "Mappe" vom Plan
--> Bauherr hat hier leichtere Einsicht, er kann damit direkt zum Plotten / Drucken gehen und muss nichts mehr layouten
Der Prozessor Ihrer Grafikkarte (GPU) übernimmt immer mehr Aufgaben bei der Datenverarbeitung. Nennen Sie 2 Einsatzgebiete.
- Computerspiele -> Echtzeitrendern; paralleles Rendern während dem Spiel
- Virtuelle Welten mit CAD -> Simulation des späteren Hauses; Wiedergabe der Texturen, Geometrien, Schatten nach dem Rendering
Auf Ihrem Rechner sind Schriften installiert. Werden Schriften in Pixel- oder in Vektoren beschrieben? Erläutern Sie
Schriftarten sind Vektorbasiert, dadurch sind sie skalierbar.
Wie funktionieren Pixelformate?
Nennen Sie vier Pixelformate mit unterschiedlichen Einsatzgebieten.
- Pixelformate setzen sich aus mosaikartig aus einzelnen Pixeln zusammen
-1 Pixel = genau eine Farbe
- bei Vergrößern: Bild "pixelt", man sieht einzelne Bildpunkte
JPG: bei Kompression verlustbehaftet, endgültiges Abspeichern von Fotos etc.
GIF: typ. Internetformat; 8bit = 256 Farben, kleine Datengröße
TIFF: hochwertige Bilddateien, bei Kompression kein Verlust, gut weiterverarbeitbar, aber schnell sehr speicherintensiv
PNG: kein Verlust bei Kompression, kein CMYK, deswegen nicht als tif-Ersatz geeignet
Wie funktionieren Vektorformate?
Nennen Sie vier Vektorformate mit unterschiedlichen Einsatzgebieten
-Vektorformate bestehen aus Linien, Kreisen, Splines... aus Grundelemente
- Bild erleidet bei Vergrößerung keinen Qualitätsverlust, kein Pixeln
PDF: endgültige Weitergabe der Datei (z.B. Plan) an Plotter
EPS: Vorgänger der PDF's, noch veränderbar
DXF: In fast alle CAD-Programme importierbar, Austauschformat
SVG: Format für zweidimensionale Vektorgrafiken, wird vor allem für Grafiken eingesetzt
Welche Bilddatei-Formate kennen Sie?
JPG
GIF
PNG
TIFF
BMP
Welches Format verwenden Sie, wenn das Bild später für einen Buchdruck verwendet werden soll?
TIFF
Welches Bildformat kann nur 256 Farben darstellen? Geben Sie die Farbtiefe in Bit an
GIF (8bit)
3D-Modellierung: Kleiderhaken
Spline mit gekrümmten Kurven zeichnen -> Extrudieren zu Extrusionskörper
3D-Modellierung: Türknopf
Kegel -> Rotationskörper
Kugel
Rotationskörper mit Boolesche Operation: Subtrahieren
3D-Modellierung: Türgriff
2x Kreis extrudieren
Für gekrümmte Oberflächen: NURBS-Objekte erlauben intuitivere Flächeneditierung
Welche Rendertechniken wurden verwendet?
Radiosity & Raytracing
Sie möchten Farbbilder Ihrer Projekte in einem Buch publizieren. In welcher digitalen Form liefern Sie diese an den Drucker?
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TIFF: Farbbilder: Farbmodell CMYK (ideal für Drucker) hohe ualität und Farbabstufung dank 16bit pro Farbkanal, braucht aber schnell viel Speicherplatz
PDF: ideal zum weiterbearbeiten, beliebig skalierbar
Sie möchten Graustufenbilder Ihrer Projekte im Internet publizieren. In welcher digitalen Form stellen Sie diese online?
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GIF: 256 Farben (8bit) sehr kleine Dateigröße, von allen Browsern unterstützt, typisches Internetformat, enthält Alpha Kanal
Sie möchten mit einer Baufirma digital Plandaten austauschen. Worauf müssen Sie achten?
Technische Richtlinien gemeinsam festlegen: Hardware, Software, Datenaustauschformat, Übertragungsformat
Auf Datenschutz und -sicherheit achten: Vertraulichkeit, regelmäßige Backups, den dafür nötigen Mehraufwand beachten
Sinnvolle einheitliche Layerstruktur
Zwischen einem Architekturbüro und einem Heizungsplaner werden CAD-Daten ausgetauscht. Das Architekturbüro und der Heizungsplaner verwenden unterschiedliche CAD-Systeme. Welches Format für den Datenaustausch ist hier sinnvoll?
DXF: Eingabe & Ausgabe in fast allen CAD-Systemen möglich = netrales Datenaustauschformat, kann weiterverarbeiten werden
Sie wollen einen DinA3 Plan als PDF erstellen. Welche Inhalte kann der Plan enthalten?
Linien, Flächen, Texte, Bilder, Vektor- und Rastergrafiken, Links, CMYK oder RGB Farbraum, auch komplette Fonts
Nennen Sie die Booleschen Operationen (Verknüpfungsoperationen CSG)
- Vereinigung U: C= AuB
- Differenz |: D = A|B
- Durchschnitt n: E = AnB
Nennen Sie 3 Möglichkeiten der Produktionsmodellierung
- Rotation
- Translation
- Trajektion
Nennen Sie die 6 Renderarten:
- Verdeckte Kanten: hidden lines
- Flat Shading: Farbintensität = n*l; Skalarprodukt
- Gouraud Shading: Interpolation der Farbintensitäten an den Ecken über das Polygon
- Phong Shading: Interpolation der Farbintensitäten über das Polygon (Ebene, Ecken, Kantenmitten)
- Raytracing: Licht-Strahlungsverfolgung
- Global Illumination: gegenseitige Beeinflussung von Objekten, Bsp: rote Wand, angrenzende Wand auch rot)
--> Rechenzeiten erhöhen sich enorm: Bsp: Raytracing = 1min / Global Illumination = 12min
Definition BIM
Building Information Modeling ( dt. Gebäudedaten-Modellierung )
Beschreibung des 3D & objektorientierten Design-Prozess Alle relevanten Gebäudedaten werden vernetzt.
