Forschungsthemen

Anwendungsbeispiele

Bildschirmfoto der Visdom-Software mit einer 3D-Landschaft mit Wasser und verschiedenen Infografiken auf der rechten Bildseite.
Das Software-Tool Visdom vereint auf seiner intuitiv verständlichen Benutzeroberfläche eine große Palette an Planungs- und Analysefunktionalitäten.

Simulation, Analyse und Visualisierung mit Visdom

In der mehrfach ausgezeichneten Software Visdom haben wir unser Know-how in den Bereichen Simulation, hydrodynamische Modellierung und Visualisierung in einem Tool gebündelt, das Anwenderinnen und Anwender bei der raschen Entscheidungsfindung unterstützt. In einer bislang unerreichten Geschwindigkeit kann Visdom Hochwasser- und Starkregenszenarien extrem großer Gebiete nicht nur simulieren, sondern ermöglicht zugleich eine Analyse – etwa zur Definierung von Gefahrenzonen – und 3D-Visualisierungen der Simulationsergebnisse. Als in vielen Forschungsprojekten mit österreichischen und deutschen Städten und Regionen erprobtes Werkzeug für die Entwicklung von Starkregengefahrenkarten und Katastrophenschutzmaßnahmen, liegt ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich von Visdom in Klimawandelanpassung und hochwassersensibler Stadtplanung, etwa für die Schaffung von blau-grüner Infrastruktur und Sponge City-Konzepten.

Bildschirmfoto eines Programms, mit dem verschiedene Wärmeberechnungen in Gebäuden gemacht werden können.
Das BEM-basierende Wärmeberechnungstool verknüpft automatisch alle nötigen Daten und Parameter und vereinfacht dabei maßgeblich Energieplanungs-Workflows.

BIM-basierte thermische Komfortsimulation für nachhaltige Energieplanung

Die Berechnung von Energie- und Wärmeverbrauch in Gebäuden ist eine komplexe Angelegenheit, die Energieplaner:innen und Gebäudephysiker:innen bis heute vor allem manuell und Schritt für Schritt erledigen musste. Um den Energieplanungs-Workflows zu vereinfachen und beschleunigen, entwickeln wir ein spezielles Planungstool, das Simulation mit digitalen BIM-Zwillingen und interaktiver Visualisierung verbindet, um schnelle und konkrete Lösungen zu Energieeffizienz und HKL (Heiz / Klima / Lüftung) während des Planungsprozesses zu geben. Das BEM-basierende Tool ermöglicht es dabei, wichtige Parameter für die thermische Planung eines Gebäudes mit nur einem Klick auszuwählen, zu berechnen, anzupassen und die Simulationsergebnisse in einem interaktiven 3D-Modell zu visualisieren.

Screenshot eines in der Lichtsimulationssoftware HILITE 3D-visualisierten Büros samt möglicher Beleuchtung.
Das in Kooperation mit Zumtobel entwickelte Lichtsimulations-Tool HILITE ermöglicht die interaktive Lichtsimulation für alle denkbaren räumlichen Settings - von Büros über Ausstellungs- und Verkaufsräume bis hin zu Sportstätten jeder Größe.

Interaktive Echtzeit-Beleuchtungssimulation für komplexe architektonische Umgebungen

Interaktive Echtzeitsimulation von Licht und Beleuchtungssituationen schafft die Möglichkeit, schon im Planungsprozess selbst die richtigen Lichtquellen, Beleuchtungsstärken, Gleichmäßigkeiten u.v.m. zu definieren und so unerwünschte Beschattung, Blendungseffekte oder falsche Lichteinfallswinkel in der realen Umsetzung auszuschließen. Seit über einem Jahrzehnt entwickeln wir gemeinsam mit Beleuchtungsspezialisten aus der Praxis innovative Beleuchtungssimulationssysteme für Gebäude, aber auch große Areale wie Stadien, mit denen durch sekundenschnelle Berechnung und dynamische 3D-Visualisierung sofort deutlich wird, wie gut oder schlecht die geplanten Lichtszenarien funktionieren. Durch die unkomplizierte Echtzeit-Interaktion mit der Simulation durch den Nutzer, einer Funktionalität, auf die wir in verschiedensten Anwendungsbereichen spezialisiert sind, können darüber hinaus Lichteinstellungen und Szenen innerhalb von Sekunden modifiziert und dadurch jede Adaption sofort überprüft werden.

Zwei Satellitenbilder nebeneinander, das linke Originalbild ist verpixelt, das von VRVis nachgebesserte Bild (rechts) ist wesentlich besser zu erkennen.
Die KI-gestützte Lösung des VRVis verbessert sowohl Auflösung als Detailgehalt von Sentinel-2-Satellitenbilder (links) mithilfe speziell angewandter Super Resolution Reconstruction-Technologie (rechts).

KI-gestützte Parameterableitung für Simulationen

Bei der Simulation von großen räumlichen Daten wird immer mehr auf frei verfügbare Satellitenbilder, wie beispielsweise des europäischen Sentinel-2-Daten, zurückgegriffen. Diese Daten haben jedoch einen grundlegenden Nachteil: Ihre Auflösung ist oft nicht fein genug, um kleinteilige Landparzellen oder spezifische räumliche Details abbilden zu können. Am VRVis erforschen wir neuartige Methoden, um dies mithilfe von Super Resolution Reconstruction-Technologie zu ändern. Dabei werden existierende Bilder KI-gestützt nachgebessert und basierend auf „Bilderfahrungen“ der Künstlichen Intelligenz wichtige Bild- und Oberflächeninformationen nachträglich wiederhergestellt, aus denen dann wichtige Eingangsparameter wie Bodenbeschaffenheit, Verrohrungen oder Gewässerbegrenzungen für die Simulation abgeleitet werden können.

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