{"id":37,"date":"2022-02-28T19:48:27","date_gmt":"2022-02-28T19:48:27","guid":{"rendered":"https:\/\/wp-prd.let.ethz.ch\/computationaldesigniii\/?post_type=chapter&p=37"},"modified":"2022-06-14T22:09:01","modified_gmt":"2022-06-14T22:09:01","slug":"digitale-analyse","status":"publish","type":"chapter","link":"https:\/\/wp-prd.let.ethz.ch\/computationaldesigniii\/chapter\/digitale-analyse\/","title":{"raw":"Analyse und Simulation","rendered":"Analyse und Simulation"},"content":{"raw":"

Geometrische Analysen<\/h1>\r\n

Sichtbarkeit<\/h2>\r\nEine einzelne Isoviste ist das Raumvolumen, das von einem bestimmten Punkt im Raum aus sichtbar ist, zusammen mit einer Angabe der Position dieses Punktes.\u00a0Isovisten sind von Natur aus dreidimensional, k\u00f6nnen aber auch in zwei Dimensionen untersucht werden: entweder im horizontalen Schnitt (\"Plan\") oder in anderen vertikalen Schnitten durch die dreidimensionale Isoviste. Jedem Punkt im physikalischen Raum ist eine Isoviste zugeordnet. Die Isoviste ist ein Ansatz, Raum aus der Sicht einer Person in einer Umgebung zu beschreiben. Es bezieht sich auf das gezeichnete Polygon, das einen Bereich abdeckt, der gesehen oder erreicht werden kann, wenn er von einer bestimmten Position aus in einer geraden Linie geht.\r\n
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Beispiel<\/h2>\r\nDie Grenzform eines Isovisten kann je nach Standort in einem Raum variieren oder nicht. Wenn der Raum konvex ist (z. B. ein Rechteck oder ein Kreis), dann ist die Grenzform aller Isovisten in diesem Raum gleich; ebenso deren Volumen (oder deren Fl\u00e4che, wenn wir im Plan denken). Wenn der Raum jedoch nicht konvex w\u00e4re (z. B. ein L-f\u00f6rmiger oder unterteilter Raum), dann g\u00e4be es viele Isovisten, deren Volumen (Fl\u00e4che) kleiner w\u00e4re als das des gesamten Raums, und vielleicht einige, die das ganze Zimmer w\u00e4ren; und viele h\u00e4tten unterschiedliche, vielleicht einzigartige Formen: gro\u00df und klein, schmal und breit, zentrisch und exzentrisch, ganz und nur teilweise.\r\n\r\n<\/div>\r\nMan kann sich die Isoviste auch als das von einer Punktlichtquelle beleuchtete Raumvolumen vorstellen. Es kann auch in der digitalen 3D-Umgebung als der Bereich betrachtet werden, der nicht im Schatten einer einzelnen Punktlichtquelle liegt.\r\n\r\nEs wird im Bereich der Architektur zur Analyse von Geb\u00e4uden und Stadtgebieten verwendet (u.a. als eine von einer Reihe von Methoden, die in der Space Syntax verwendet werden).\r\n\r\n[caption id=\"attachment_1375\" align=\"aligncenter\" width=\"300\"]\"\" Die blaue Fl\u00e4che ist der Isovist der vom Zentrum des Kreises gesehen werden kann.[\/caption]\r\n

Sonne & Schatten<\/h2>\r\nIn der\u00a0Darstellenden Geometrie<\/a>\u00a0verwendet man\u00a0Schattenkonstruktionen<\/b>\u00a0um die Darstellung r\u00e4umlicher Objekte attraktiver zu machen oder um Beleuchtungsprobleme schon in der Planungsphase diskutieren zu k\u00f6nnen. Wenn eine Parallelprojektion oder eine Zentralprojektion eines Objektes, z.\u00a0B. eines Hauses, vorliegt, so ist es relativ einfach,\u00a0Schatten<\/a>\u00a0auf eine horizontale Ebene (Standebene) sowohl von parallelem (Sonne) als auch zentralem (Lampe) Licht zu konstruieren. In allgemeineren F\u00e4llen (Schatten auf Ebenen, die von der Standebene verschieden sind) kann man den Schatten zun\u00e4chst in Grund- und Aufriss, eventuell mit Hilfe der\u00a0Durchsto\u00dfpunktmethode<\/a>, konstruieren und dann in das Bild einzeichnen.\r\n\r\n[caption id=\"attachment_926\" align=\"aligncenter\" width=\"254\"]\"\" Parallelprojektion: Schatten bei parallelem Licht[\/caption]\r\n

Kanton Zurich: Schattenwurf von Hochh\u00e4usern<\/h3>\r\n
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Hochh\u00e4user d\u00fcrfen ihre Nachbarschaft insbesondere durch Schattenwurf nicht wesentlich beeintr\u00e4chtigen. So d\u00fcrfen bewohnte Geb\u00e4ude oder bebaute sowie \u00fcberbaubare Fl\u00e4chen in Wohnzonen an den mittleren Wintertagen nicht l\u00e4nger als drei Stunden beschattet werden.<\/p>\r\n\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n\r\n[caption id=\"attachment_928\" align=\"aligncenter\" width=\"300\"]\"\" Das gesuchte Schattendiagramm ergibt sich durch das Verbinden der Schnittpunkte der jeweils drei Stunden auseinanderliegenden Schatten.[\/caption]\r\n

Netzwerk Analysen<\/h1>\r\n[caption id=\"attachment_923\" align=\"aligncenter\" width=\"600\"]\"\" Zentralit\u00e4tsberechnung A) Betweenness, B) Closeness, C) Eigenvector, D) Degree, E) Harmonic und F) Katz.[\/caption]\r\n

Der Begriff Space Syntax<\/strong> umfasst eine Reihe von Theorien und Techniken zur Analyse r\u00e4umlicher Konfigurationen. Es wurde von Bill Hillier, Julienne Hanson und Kollegen am The Bartlett, University College London in den sp\u00e4ten 1970er bis fr\u00fchen 1980er Jahren konzipiert, um Einblicke in die gegenseitig konstruktive Beziehung zwischen Gesellschaft und Raum zu gewinnen. Mit der Entwicklung der Space Syntax hat sich herausgestellt, dass bestimmte Ma\u00dfe mit dem menschlichen Raumverhalten korrelieren. Space Syntax wurde daher verwendet, um wahrscheinliche Auswirkungen des architektonischen und st\u00e4dtischen Raums auf die Benutzer vorherzusagen.<\/p>\r\n\r\n

Simulation<\/h1>\r\nDie [pb_glossary id=\"1048\"]Simulation[\/pb_glossary] oder Simulierung bezeichnet die Nachbildung von realen Szenarien oder der Analyse von Systemen<\/a>, deren Verhalten f\u00fcr die theoretische, formelm\u00e4\u00dfige Behandlung zu komplex<\/a> sind. Bei der Simulation werden Experimente oder Trainings an einem Modell<\/a> durchgef\u00fchrt, um Erkenntnisse \u00fcber das reale System zu gewinnen. Dabei wird das Modell unterschiedlichen Einflussgr\u00f6\u00dfen ausgesetzt. Letzteres stellt eine Abstraktion<\/a> des zu simulierenden Systems dar (Struktur, Funktion, Verhalten).\r\n

Physics Engine<\/h1>\r\nEine [pb_glossary id=\"1015\"]Physik-Engine<\/strong>[\/pb_glossary] ist eine Funktionseinheit der Informationstechnologie<\/a>, die zur Simulation<\/a> physikalischer Prozesse sowie der Berechnung objektimmanenter Eigenschaften (z. B. Impuls<\/a>) dient. Ziele sind eine Vereinfachung der Programmierung und die Vermittlung von realistischen Bewegungsabl\u00e4ufen in einer 3D-Ansicht, beispielsweise soll eine realistische \u201eSpielphysik\u201c erzielt werden. Hauptanwendungsgebiete sind moderne Computerspiele<\/a> und Simulationssoftware, sowie in Filmstudios zur Erzeugung von Spezialeffekten<\/a>.\r\n\r\nDabei geht es nicht immer unbedingt um physikalische Exaktheit. Dies liegt oft an der immensen Komplexit\u00e4t der auf physikalischen Prozessen basierenden Berechnungen. Da in solchen F\u00e4llen meist ein Anspruch auf Echtzeitf\u00e4higkeit besteht, geht Effizienz vor Exaktheit.\r\n\r\nPhysiksengines lassen sich je nach Methode in folgende Kategorien unterteilen:\r\n