3. Doktorandenseminar
FAKULTÄT
INFORMATIK/MATHEMATIK

INTERAKTIVE PRAKTISCHE
ANWENDUNGEN AUF DER BASIS VON
„3D-CAMPUS“
Her...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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EINLEITUNG
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SMWK-Forschungsprojekte


2009-2010: V3CIM - Virtuelles 3-Dimensionales
Campus Infrastruktur Modell



201...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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WAS IST 3D-CAMPUS?
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Interaktives Gesamtmodell der HTW mit …
Gebäuden: Baukörper, Etagen, Räume
Außenanlagen: Straßen, Pl...
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TECHNOLOGIE
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Ausgangsdaten

bearbeiten
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IFC

AutoCAD

Bauteilorientierte

Allplan/R
evit

DXF

3D-Modellierung
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VERZEICHNIS-HIERARCHIE

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VERWALTUNG: MYSQL-DATENBANK
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InventarDaten

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ERM-DIAGRAMM: GEBÄUDE-DATENBANK

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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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WEB-OBERFLÄCHE

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(V3CIM-Projektwebseite  Anwendung)
Z-Gebäude/
PAB-Bereich

Flur Z 105-F

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ANWENDUNG (I): INFRASTRUKTUR
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3D-zu-2D-Datenverknüpfung
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VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS

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ANWENDUNG (I): INFRASTRUKTUR
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3D-zu-2D-Datenverknüpfung
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VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS

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TECHNISCHE REALISIERUNG
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Serverseitige Weiterleitung zur Ergebnisseite

Ergebnisseite
apps-result-inventar.php
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INVENTAR

Gerät

Mobiliar

Datenverarbeitung

Physik/
Chemie

Schreibtisch

Beistellschrank

Rechner

Barometer

Drehstuhl...
TGA
Wärmeversorgung

• Wärmepumpe, Blockheizkraftwerk
• Konvektor, Thermostatventil

Lufttechnik

• Raumlufttechnik, Umluf...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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ANWENDUNG (II): NAVIGATION
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Raum-zu-Raum-Navigation
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PHP/MySQL, HTML/CSS

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NAVIGATIONSGRAPH

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GEFAHRENSITUATION

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FLUCHTWEGE

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Z 137-T
...
DIJKSTRA-ALGORITHMUS


Ermittlung des kürzesten Weges in gerichteten und
gewichteten Graphen mit

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Start- und Zielknote...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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Anwendung (I...
ANWENDUNG (III): OBJEKTDETAILS
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Detailinformationen zu einzelnen 3D-Objekten


SVG, VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS

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xml...
SVG

Objektdetails: Hängeleuchte

HTML

3D

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TECHNISCHE REALISIERUNG


SVG-zu-VRML-Verknüpfung
<a xlink:href="RaumZ107.wrl" target="_blank" title="3D-Modell
dieses Ra...
ZUSÄTZLICHE OBJEKTE
Hersteller

Lieferant

Anschaffung/
Kosten

InventarObjekt

Zubehör/
Ersatzteile

Wartung/
Prüfung
Gar...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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Anwendung (I...
ANWENDUNG (IV): NAVIGATION
GPS-basierte Campus-Navigation
 3D-Campus dient als Referenzmodell
 Einsatz von mobilen Endge...
KOORDINATEN-TRANSFORMATION


Erweiterung der Infrastrukturdaten um
einen Ortsbezug

Modellkoordinaten
(xm,ym,zm)

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Geog...
FORMELN ZUR UMRECHNUNG


Modellkoordinaten → Weltkoordinaten

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Weltkoordinaten → Modellkoordinaten

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ALTERNATIVEN ZU GPS


WLAN-Positionierung in Gebäuden



Triangulation

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Cell ID

Fingerprinting

HTML5 Geolocation...
INHALT
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Einleitung

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Grundlagen

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Anwendung (I): Infrastruktur

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Anwendung (II): Verbindungssuche

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Anwendung (I...
AKTUELLER STAND
Anwendung

Konzept

Realisierung

Status

Anwendung (I):
Infrastruktur

Fertig

Fertig

Online
verfügbar

...
AUSBLICK


Dokumentenmanagement





Zeitliche Navigation in Dokumenten
Gebäude(bau)prozesse effizienter verwalten

Na...
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WWW.HTW-DRESDEN.DE/~V3CIM
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Interaktive praktische Anwendungen auf der Basis von 3D-Campus

  1. 1. 3. Doktorandenseminar FAKULTÄT INFORMATIK/MATHEMATIK INTERAKTIVE PRAKTISCHE ANWENDUNGEN AUF DER BASIS VON „3D-CAMPUS“ Hermin Kantardshieffa kantardshieffa@htw-dresden.de 19.11.2013
  2. 2. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 2
  3. 3. EINLEITUNG  SMWK-Forschungsprojekte  2009-2010: V3CIM - Virtuelles 3-Dimensionales Campus Infrastruktur Modell  2011-2012: NEPCID - Nachhaltige digitale Erfassung von primären Campus- Projektleiter: Prof. Oertel Projektleiter: Prof. Oertel Infrastrukturdaten  2013: ISCID - Informationssystem für CampusInfrastrukturdaten  Zusammenarbeit mit Dezernat Technik, SIB Projektleiter: Prof. Sobe 3
  4. 4. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 4
  5. 5. WAS IST 3D-CAMPUS?  Interaktives Gesamtmodell der HTW mit … Gebäuden: Baukörper, Etagen, Räume Außenanlagen: Straßen, Plätze, Grünflächen Inventar: Büroeinrichtung, Laborausstattung Technischer Gebäudeausrüstung: Heizung, Sanitär, Elektroinstallation, Luft- und Klimaanlagen 5
  6. 6. 6
  7. 7. TECHNOLOGIE  Ausgangsdaten bearbeiten  2DCAD IFC AutoCAD Bauteilorientierte Allplan/R evit DXF 3D-Modellierung   Optimierung der 3ds Max Transformierung Chisel Objekt-Geometrie  Endanwendungen VRML 3D-PDF 7
  8. 8. VERZEICHNIS-HIERARCHIE 8
  9. 9. VERWALTUNG: MYSQL-DATENBANK AußenanlagenDaten InventarDaten + + + DokumentenDaten 3 VerbindungsDaten + TGA-Daten + GebäudeDaten 9
  10. 10. ERM-DIAGRAMM: GEBÄUDE-DATENBANK 10
  11. 11. TABELLE: GRUNDRISS 11
  12. 12. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 12
  13. 13. WEB-OBERFLÄCHE 13 (V3CIM-Projektwebseite  Anwendung)
  14. 14. Z-Gebäude/ PAB-Bereich Flur Z 105-F 14
  15. 15. ANWENDUNG (I): INFRASTRUKTUR  3D-zu-2D-Datenverknüpfung  3D VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS 2D 15
  16. 16. ANWENDUNG (I): INFRASTRUKTUR  3D-zu-2D-Datenverknüpfung  3D VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS 2D 16
  17. 17. TECHNISCHE REALISIERUNG  Serverseitige Weiterleitung zur Ergebnisseite Ergebnisseite apps-result-inventar.php apps-result-tga.php  $_SESSION['WebID'] = $_SERVER['REQUEST_URI']; Anmeldeseite $webid = $_SESSION['WebID']; apps.php header("Location: $webid"); VRML-Anker-Objekte  Anpassung der URL-Eigenschaft z.B. für Inventar-Datenabfrage: http://www.htw-dresden.de/…/apps-result-inventar.php?rinv=Z%20107 z.B. für TGA-Datenabfrage: http://www.htw-dresden.de/…/apps-result-tga.php?raumhk=Z%20107 17
  18. 18. INVENTAR Gerät Mobiliar Datenverarbeitung Physik/ Chemie Schreibtisch Beistellschrank Rechner Barometer Drehstuhl Wandtafel Beamer 18
  19. 19. TGA Wärmeversorgung • Wärmepumpe, Blockheizkraftwerk • Konvektor, Thermostatventil Lufttechnik • Raumlufttechnik, Umluft • Klimaanlage Elektroenergie- • Hauptstromversorgung • Verteiler, Endverbraucher technik Wasser/ Abwasser Förderanlagen • Rohrnetz Trinkwasser/Regenwasser • Warmwasserbereitung, Armatur • Aufzug, Fahrtreppe, Befahranlage • Kran- & Transportanlage 19
  20. 20. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 20
  21. 21. ANWENDUNG (II): NAVIGATION  Raum-zu-Raum-Navigation  PHP/MySQL, HTML/CSS Türbezeichnung 21
  22. 22. NAVIGATIONSGRAPH Z 107 Z 106 Z 109-V Z 150 Z 146B Z 151 Z 128-T Z 141 Z 154A Z 136C Z 155 Z 123 Z 125 Z 143 Z 137-T Z 156 Z 127 Z 126 Z 145-F Z 139-F Z 102A Z 104 Z 103 Z 100-T Z 142 Z 146A Z 140-T Z 102 Z 120-F Z 110 Z 152-F Z 141-T Z 101-F Z 112-F Z 149 Z 147 Z 153 Z 108-F Z 148 Z 111 Z 105-T Z 105-F Z 113 Z 154B Z 136A Z 139 Z 122 Z 118-T Z 130 Z 135 Z 137-F Z 101-T Z 101 Z 121-L Z 144-L Z 132-F Z 124 Z 134 Z 133 Z 117-T Z 136B Z 140 Z 138 Z-Gebäude/Erdgeschoss 22
  23. 23. GRUNDRISS Z-GEBÄUDE/ERDGESCHOSS 23
  24. 24. GEFAHRENSITUATION Z 107 Z 106 Z 109-V Z 150 Z 146B Z 151 Z 128-T Z 141 Z 154A Z 136C Z 155 Z 123 Z 125 Z 143 Z 137-T Z 156 Z 127 Z 126 Z 145-F Z 139-F Z 102A Z 104 Z 103 Z 100-T Z 142 Z 146A Z 140-T Z 102 Z 120-F Z 110 Z 152-F Z 141-T Z 101-F Z 112-F Z 149 Z 147 Z 153 Z 108-F Z 148 Z 111 Z 105-T Z 105-F Z 113 Z 154B Z 136A Z 139 Z 122 Z 118-T Z 130 Z 135 Z 137-F Z 101-T Z 101 Z 121-L Z 144-L Z 132-F Z 124 Z 134 Z 133 Z 117-T Z 136B Z 140 Z 138 Z-Gebäude/Erdgeschoss 24
  25. 25. FLUCHTWEGE Z 107 Z 106 Z 109-V Z 150 Z 146B Z 151 Z 128-T Z 141 Z 154A Z 136C Z 155 Z 123 Z 125 Z 143 Z 137-T Z 156 Z 127 Z 126 Z 145-F Z 139-F Z 102A Z 104 Z 103 Z 100-T Z 142 Z 146A Z 140-T Z 102 Z 120-F Z 110 Z 152-F Z 141-T Z 101-F Z 112-F Z 149 Z 147 Z 153 Z 108-F Z 148 Z 111 Z 105-T Z 105-F Z 113 Z 154B Z 136A Z 139 Z 122 Z 118-T Z 130 Z 135 Z 137-F Z 101-T Z 101 Z 121-L Z 144-L Z 132-F Z 124 Z 134 Z 133 Z 117-T Z 136B Z 140 Z 138 Z-Gebäude/Erdgeschoss 25
  26. 26. DIJKSTRA-ALGORITHMUS  Ermittlung des kürzesten Weges in gerichteten und gewichteten Graphen mit  Start- und Zielknoten sind vorgegeben s 2 v2 e1 2 v1 3 5 3 e8 v8 8 e7 11 e3 e2 1 v3 4 e10 z e9 v4 v7 2 e4 e6 e11 e13 12 e5 v5 2 Kürzester Weg P von s nach z e12 v6 6 26
  27. 27. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 27
  28. 28. ANWENDUNG (III): OBJEKTDETAILS  Detailinformationen zu einzelnen 3D-Objekten  SVG, VRML, PHP/MySQL, HTML/CSS <svg xmlns="http://www.w3.org/ 2000/svg" version="1.1"> <image xlink:href="etage.jpg"> <title>Grundriss</title> </image> <rect x="418" y="300" width="50px" height="50px" style="fill:orange"/> </svg> Nutzerinteraktion PHP/ MySQL Datenbankabfrage Objektdetails 28
  29. 29. SVG Objektdetails: Hängeleuchte HTML 3D 29
  30. 30. TECHNISCHE REALISIERUNG  SVG-zu-VRML-Verknüpfung <a xlink:href="RaumZ107.wrl" target="_blank" title="3D-Modell dieses Raums anzeigen"> <rect x="1018" y="300" width="118" height="130" id="rect1" style="fill:orange; stroke:pink; stroke-width:5; fill-opacity:0.4; stroke-opacity:0.9" /> </a>  VRML-zu-HTML-Verknüpfung Anchor { description "Hängeleuchte" parameter "target=_blank" url ".../apps-inventar-detail.php?r=39&htwinv=33" children [ Transform { translation 3.9 5.2 4.8 children [ Shape { appearance Appearance { material Material { ... } } geometry DEF Lampe IndexedFaceSet { solid FALSE coord Coordinate { point [ ... ] } coordIndex [ ... ] } } ] } ] } 30
  31. 31. ZUSÄTZLICHE OBJEKTE Hersteller Lieferant Anschaffung/ Kosten InventarObjekt Zubehör/ Ersatzteile Wartung/ Prüfung Garantie 31
  32. 32. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 32
  33. 33. ANWENDUNG (IV): NAVIGATION GPS-basierte Campus-Navigation  3D-Campus dient als Referenzmodell  Einsatz von mobilen Endgeräten  33 Google Maps - © 2013 Google
  34. 34. KOORDINATEN-TRANSFORMATION  Erweiterung der Infrastrukturdaten um einen Ortsbezug Modellkoordinaten (xm,ym,zm)  Geografische Position (geogr. Länge, Breite, Höhe) Umrechnung bei Kenntnis der geografischen Position des Modell-Koordinatenursprungs und der Ausrichtung (Winkel zur N-S-Achse) 34
  35. 35. FORMELN ZUR UMRECHNUNG  Modellkoordinaten → Weltkoordinaten  Weltkoordinaten → Modellkoordinaten 35
  36. 36. ALTERNATIVEN ZU GPS  WLAN-Positionierung in Gebäuden   Triangulation   Cell ID Fingerprinting HTML5 Geolocation  navigator.geolocation.getCurrentPosition(showPos);  z.B. für HTW Dresden: Breite: 51° Länge: 13° 36
  37. 37. INHALT  Einleitung  Grundlagen  Anwendung (I): Infrastruktur  Anwendung (II): Verbindungssuche  Anwendung (III): Objektdetails  Anwendung (IV): Navigation  Ausblick 37
  38. 38. AKTUELLER STAND Anwendung Konzept Realisierung Status Anwendung (I): Infrastruktur Fertig Fertig Online verfügbar Anwendung (II): Verbindungssuche Fertig Fertig Online verfügbar Anwendung (III): Objektdetails Fertig Fertig Online verfügbar Anwendung (IV): Navigation Fertig In Arbeit In Arbeit 38
  39. 39. AUSBLICK  Dokumentenmanagement    Zeitliche Navigation in Dokumenten Gebäude(bau)prozesse effizienter verwalten Navigation  Optimierung der Kürzeste-Wege-Algorithmen  Ergänzung um 3D-Grafikanbindung 39
  40. 40. DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! WWW.HTW-DRESDEN.DE/~V3CIM 40

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