Im Folgenden wird die Vorgehensweise für die Modellierung der im Projekt erstellten Uni-Gebäude erläutert. Es ist dies eine Vorgehensweise, wie sie angesichts der vorliegenden Informationen (siehe oben) bzw. softwaretechnischen Voraussetzungen (die Gratis-Version von Google Sketchup verbietet den Import/Export von Gewissen Dateiformaten bzw. Informationen) und Zweckes (Kennenlernen der Software) am praktikabelsten und unkompliziertesten erschien. Vor allem mit der Profi-Version von Sketchup und der Verfügbarkeit von mehr Rechenleistung sind aber mit Sicherheit schnellere und genauere Wege (Import von 3D-Punktwolken, CAD-Plänen,…) möglich.
1. Räumliche Verortung des Gebäudes
Die einfachste Methode zur räumlichen Verortung in Google Sketchup 8 geschieht über den Menü-Button „Ort hinzufügen“. Dabei kann in einem Google Earth-Auswahlfenster eine Bounding Box um den Kartenausschnitt gelegt werden (Google-Satellitenbild), an dem das Gebäude stehen soll. Zeichnet man den Gebäudegrundriss später an der Stelle nach, an dem das Gebäude auf dem Satellitenbild dargestellt wird, so ist das Modell bereits richtig verortet und auch die späteren Längen- und Höhenangaben sind referenziert. Da allerdings das Google Satellitenbild als Grundlage für die Grundrisserstellung des Modells ist, muss zuvor noch ein Zwischenschritt eingefügt werden, um den Grundriss zu erstellen, sobald die Bounding Box um den Kartenausschnitt erstellt wurde, in dem das Gebäude später stehen soll.
2. Gebäudegrundriss zeichnen
Um eine höhere Genauigkeit für das Zeichnen des Grundrisses zu erreichen, als das durch das Google Satellitenbild möglich wäre, wird als Zwischenschritt der Grundriss aus dem DKM eingefügt. Das DKM lag im gegebenen Fall als Shapefile vor und wurde deshalb zuerst in ArcMap geöffnet. Im Layout-View von ArcGIS kann nun auf den Grundriss des Gebäudes gezoomt werden und dieser per „Export“-Funktion als einfachste JPG-„Karte“ ausgespielt werden.
Zurück in Sketchup wird für das Einfügen des Grundriss-JPGs zuerst ein neuer Layer erstellt, der später wieder gelöscht werden kann (Fenster > Layer > Layer hinzufügen > neu hinzugefügten Layer markieren, um darauf arbeiten zu können) und anschließend das JPG mit dem Grundriss eingefügt (Datei > Importieren). Das JPG Bild kann nun in Sketchup auf die Grundfläche gelegt werden und in eine beliebige geeignete Größe aufgezogen werden. Anschließend muss bei den Layern wieder auf den Ursprungslayer zurückgewechselt werden, um auf diesem den Grundriss zu digitalisieren. Anderenfalls verschwindet beim späteren löschen des Layers mit dem Bild auch der Grundriss. Der Grundriss des Gebäudes kann nun auf dem Bild mit dem Linie- oder Rechteck-Tool nachgezogen werden. Anschließend kann das Bild bzw. der Bild-Layer wieder entfernt werden. Mithilfe des Verschieben-Tools und dem Skalierungs-Tool (Tools > Skalieren) kann der Grundriss nun über das georeferenzierte Google-Satellitenbild gezogen und in der Größe angepasst werden. Damit ist die Grundfläche des Modells georeferenziert und die Höhen- und Längenangaben in der Statuszeile (rechts unten) sind korrekt, was wichtige für die Genauigkeit beim weiteren Zeichnen des Modells ist.
3. Extrudieren des Blockmodells
Als erster Schritt in der Modellierung wird das Blockmodell, also das Gebäude ohne das Dach, extrudiert. Wichtig dabei ist, Informationen über die Gebäudehöhe vorliegen zu haben. Diese kann, liegt z.B. ein entsprechendes Shapefile vor, nebenbei per Identify-Tool in ArcGIS ausgelesen werden. In Sketchup kann mithilfe des Drücken/Ziehen-Tools der Block extrudiert werden. Damit liegt bereits das Gebäudemodell in der LoD 1-Stufe vor.
4. Dachmodellierung
Ausgehend vom Blockmodell kann mit dem Zeichnen-Tool nun das Dach aufgesetzt werden. Für die Dachformen und Dachhöhen sind externe Informationen, wie zum Beispiel Baupläne oder Dachformen-Informationen in ArcGIS, notwendig.
Beim Zeichnen von Höhen und Längen gibt es leider in der Gratis-Version von Sketchup keine Möglichkeit, genaue Längen per Hand einzugeben. Einzige Information über die Länge von gezeichneten Linien gibt während dem Zeichenvorgang die Statusleiste unten rechts.
Dächer oder Innenhöfe ohne Schrägen können auch gezeichnet werden, indem die Form im Grundriss bzw. auf der horizontalen Fläche, auf dem es aufsetzt/abschließt, gezeichnet wird und anschließend mit dem Drücken/Ziehen-Tool extrudiert bzw. vom bestehenden Körper subtrahiert wird. Auf gleiche Art und Weise können auch Dachüberhänge oder sonstige Fassadendetails erstellt werden.
Demnach gibt es zwei verschiedene Ansätze, Überhänge oder Details des Blockmodells zu erstellen:
*Erstellen des Grundmodells/Blocks, „aufsetzen“ bzw. „dazu zeichnen“ des Details
*Erstellen eines Blocks von der Größe des Gebäudeblockes plus der Länge aller Überhänge und anschließendes subtrahieren des überschüssigen Volumens mit dem Ziehen/Drücken-Tool
Es kann keine pauschale Empfehlung abgegeben werden, welche Variante wann geeigneter ist, da es immer auf das Aussehen und die Beschaffenheit des zu erzeugenden Modells/Details ankommt. In diesem Projekt wurde jedoch fast ausschließlich die erste Variante (Addition) verwendet.
5. Detailmodellierung
Mit der beschriebenen Vorgehensweise kann nun das Modell Schritt für Schritt verfeinert werden.
6. Texturen
In Google Sketchup steht im „Farbeimer“-Menü eine Bibliothek an vordefinierten Farben und Texturen zur Verfügung, die für Gebäude verwendet werden können. Fototexturen können über einen eigenen Menüpunkt „Fototexturen“ auf das Gebäude gedraped werden. Dabei ist es wichtig, möglichst frontale Bilder ohne Gebäudefremde Objekte (Menschen, Bäume vor dem Gebäude) zur Verfügung zu haben, was im Fall dieses Projektes schwer möglich war (z.B. Perspektive in den engen Straßen der Altstadt ermöglichen keine Frontalaufnahme). Aus Fotos können jedoch auch im Farbeimer gebäudetypische benutzerdefinierte Texturen (erfordert vorherige Bearbeitung mit einem Bildbearbeitungsprogramm) erstellt werden, um das Gebäudemodell realistischer erscheinen zu lassen.
Wird ein Gebäudemodell einer Region erstellt, in dem Google Streetview-Daten zur Verfügung stehen, so können diese direkt als Fototexturen für Sketchup-Modelle verwendet werden.
Im Folgenden wird noch eine Auswahl an Tools bzw. Funktionen beschrieben, die das Arbeiten mit Google Sketchup vereinfachen bzw. die Genauigkeit der Arbeit erhöhen.
Achsen
Der Ursprung der drei Achsen (blau, rot, grün), die in Google Sketchup als Modellierhilfe sichtbar sind, kann verschoben und die Ausrichtung der Achsen verändert bzw. an bestehende Gebäudekanten „angesnapt“ werden. Dies geschieht über den Menüpunkt „Tools > Achsen“. Vorteil des ständigen Verschiebens der Achsen ist, dass parallele und rechtwinkelige Kanten genauer gezeichnet werden, da Sketchup diese automatisch erkennt und in die richtige Position „snapt“. Die Achsen können also, je nachdem, an welchem Gebäudeteil gerade modelliert wird, jeweils so gesetzt werden, dass wichtige Parallelen/rechte Winkel mit Unterstützung der Software präzise gezeichnet werden können.
Maßband
Das Maßband (Tools > Maßband) hilft beim nachträglichen Abmessen von Längen/Höhen. Dieses Tool ist hilfreich, da ansonsten Längen/Höhen nur während des Zeichenvorganges rechts unten in der Statusleiste angezeigt werden.
Hilfslinien
Hilfslinien können ebenfalls mit dem Maßband gesetzt werden. Setzt man an einem bestehenden Punkt/einer bestehenden Linie an und klickt in gewünschter Entfernung (Maßband wird in der Statusleiste angezeigt) erneut, so erstellt Sketchup automatisch eine parallele/rechtwinkelige Hilfslinie zum Ausgangspunkt/zur Ausgangslinie. Auf Hilfslinien und Hilfspunkte auf Hilfslinien kann auch gesnapt werden, was die Genauigkeit beim Arbeiten ungemein erhöht. Dank Hilfslinien ist es zum Beispiel möglich, Aufsätze auf Gebäudedächern an verschiedenen Stellen immer gleich hoch zu zeichnen, ohne jedes Mal von neuem präzise zeichnen zu müssen.
Radiergummi
Der Radiergummi aus der Menüleiste löscht sowohl gezeichnete Linien als auch Flächen, Hilfslinien und Hilfspunkte.
Rotierfunktion
Zum Ändern der Ansicht auf das Modell. Diese Funktion ist vor allem beim Snapping von parallelen oder rechtwinkeligen Linien wichtig, um sicher zu gehen, dass die Hilfslinie im richtigen Querschnitt (Draufsicht, Seitenansicht) gesnappt wird.
Schließen von schrägen Flächen
Durch Verbinden von Punkten können geschlossene Flächen erzeugt werden. Sind diese Flächen diagonal, ist der Grundriss nicht rechtwinkelig oder wenn ungenau gezeichnet wurde, so kann Sketchup diese Flächen nicht schließen. In diesem Fall werden die Flächen nicht durch einfaches Verbinden geschlossen, sondern durch Zeichnen einer Diagonale zwischen zwei gegenüberliegenden Eckpunkten der gewünschten Fläche.
Generell ist festzuhalten, dass genaues Zeichnen sehr wichtig ist, da ansonsten Probleme mit nicht mehr zu schließenden Hauswänden oder Dächern auftreten können. Von daher sind das Achsen- und das Hilfslinien-Tool wichtige Hilfsmittel in Google Sketchup. Noch besser wäre es allerdings, könnte man beim Zeichnen die genaue Linienlänge per Hand eingeben und nicht lediglich aus der Statusleiste ablesen.
