Urbane Verschattung - PyVoxel

Im Rahmen der SimAUD 2021 wurde eine Methode zur Echtzeitsimulation von Verschattung durch Bäume mithilfe sogenannter ‚Voxel‘ vorgestellt. Ziel ist die Aufteilung der Berechnung in Vorberechnungs- und Simulationsphase, um dies in ein interaktives Tool zu implementieren.

Hintergrund der Entwicklung
Im Rahmen des Forschungsprojekts „Nachverdichtung im Kontext des Klimawandels“ wurden Methoden zur interaktiven Planung von Nachverdichtungsvorhaben unter Beachtung von Klimaschutz und Klimaanpassung entwickelt. Ein wesentlicher Faktor dabei ist die Verschattung im Außenraum. Gängige Tools und Methoden berechnen meist Gesamtmodelle, was zu langen Rechenzeiten führt. Um eine hohe Interaktivität für dieses Vorhaben zu erreichen wurde die sogenannte ‚Voxel – Methode‘ entwickelt.

Methode und Funktionsweise
Diese Methode nutzt diskrete Raumvolumen, die über ihre x, y und z – Koordinaten definiert sind und als Pixel im dreidimensionalen Raum interpretiert werden können. Dadurch können Verschattungselemente wie z.B. Bäume vorberechnet und in einen Ausgangsfall eingesetzt werden. Durch Regeln für die Überlagerung von einzelnen Voxeln werden die Ergebnisse aus Überschneidungen berechnet. In ersten Anwendungsfällen konnte eine Reduktion der Simulationszeit von 97,6 % bei einer mittleren Übereinstimmung der Resultate von 99 % erzielt werden.

Nähere Informationen können dem Konferenzband der SimAUD 2021 entnommen werden, welcher in Kürze veröffentlicht wird (‚Voxel based method for real-time calculation of urban shading studies‘). 

Ein Vorabzug ist unter folgendem Link abrufbar:
https://www.researchgate.net/publication/350994411_Voxel_based_method_for_real-time_calculation_of_urban_shading_studies

Eine Beispielanwendung sowie der Programmcode sind unter folgendem Link zugänglich:
https://gitlab.lrz.de/tum-enpb/pyvoxel

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt:
https://www.cee.ed.tum.de/enpb/forschung/laufende-forschungsprojekte/nachverdichtung-im-kontext-des-klimawandels/

Für detaillierte Informationen kontaktieren Sie bitte:

Roland Reitberger
roland.reitberger(at)tum.de