3D-Visualisierung und Animation einer Talgenese. Das Brunnental und das Rote Land bei Bad Freienwalde
Das Brunnental und das Rote Land sind zwei Täler bei Bad Freienwalde. Sie liegen eingebettet in die Höhenzüge des Barnim am Rande des Oderbruchs. Ein 10-minütiger Film zeigt, wie die beiden Täler vor etwa 15 000 Jahren am Ende der letzten Eiszeit entstanden. 3D-Animationen - in Form von Morphing-Szenen und Überflügen - und Video-Sequenzen des heutigen Landschaftsbildes machen Erdgeschichte für den Zuschauer nachvollziehbar. 3D-Geländemodelle, Animationen und die Gesamtkonzeption des Films entstanden im Rahmen einer Diplomarbeit am Geographischen Institut der HU Berlin.
Edda Schlager
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HU Berlin | Geographisches Institut Edda Schlager | 4201-2987
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Die Geomorphologie ist die Lehre von der Entstehung der
Oberflächenformen der Erde. Geomorphologische Prozesse dauern oft viele
Tausend oder gar Millionen Jahre und sind deshalb schwer vorstellbar.
Der Wunsch, einen Prozess wie die Genese zweier realer Täler in Form
einer 3D-Visualisierung sichtbar zu machen, gab den Anstoß für dieses
Projekt.
Der Film zeigt, wie das Brunnental und das Rote Land am Ende der
letzten Eiszeit innerhalb von 6000 Jahren entstanden. Vor etwa 20?000
Jahren lagen Berlin, das Oderbruch und der Barnim noch unter einem
mächtigen Eispanzer. Als die Gletscher auftauten, durchzogen riesige
Schmelzwasserströme das Gebiet des heutigen Brandenburgs. Durch das
kalte Klima war der Boden tief gefroren, es herrschte Permafrost.
Wasser konnte sich nur an bestimmten Stellen in den Boden einschneiden
und große Täler bilden. Als der Permafrost vor 10?000 Jahren auftaute,
versickerte das Oberflächenwasser durch den durchlässigen
brandenburgischen Sand ins Grundwasser, viele Flüsse versiegten. Wie
die meisten der damals entstandenen Täler führen deshalb auch das
Brunnental und das Rote Land heute kein Wasser mehr.
Dieser räumlich und zeitlich komplexe Prozess wurde durch
3D-Computer-Animationen visualisiert. Um die Vorgänge über die bloße
Chronologie hinaus zu erläutern, wurden die Animationen mit Grafiken,
gesprochenem Kommentar sowie Video-Aufnahmen der heutigen Landschaft
verbunden. Zur Realisation der 3D-Animationen musste ein
dreidimensionales Geländemodell des Projektgebietes erstellt werden.
Dazu wurden die Höhenlinien von sechs topographischen Karten im Maßstab
1 : 10?000 manuell digitalisiert und zu einem Graustufenbild
umgewandelt.
Das Graustufenbild war die Grundlage für das dreidimensionale
Geländemodell, das mit Hilfe der Software "3ds max 5" erstellt wurde.
Die Software diente gleichzeitig zur Erzeugung der Animationen. Alle
Animationen wurden mit einer Bildrate von 25 fps (frames per second)
gerendert, das heißt, für eine Sekunde Animation mussten 25
Einzelbilder errechnet werden. Ein sehr zeitaufwendiger Vorgang - zur
Berechnung eines einzigen Bildes wurden etwa drei Minuten benötigt.
Als besondere Herausforderung erwies sich das Morphing. Hierbei sollte
sich die virtuelle Landschaft vor dem Auge des Zuschauers verändern, so
dass der tatsächlich sehr langsame Prozess der Talbildung sichtbar
wurde. Beim Morphing wandelt sich ein Ausgangsobjekt fließend in ein
Zielobjekt um. Es mussten also mehrere, ineinander morphbare
Geländemodelle erstellt werden.
Das die heutige Landoberfläche repräsentierende Geländemodell wurde
als Zielobjekt am Ende der Morphing-Sequenz definiert. Um den Zeitraum
von 6000 Jahren, in dem die Täler entstanden, adäquat abzudecken,
wurden neun Stufen der Geländeentwicklung, also neun verschiedene
Geländemodelle unterschiedlichen Alters erzeugt.
Dazu wurde das der heutigen Landoberfläche entsprechende
Graustufenbild mit Hilfe eines Bildbearbeitungsprogramms so
retuschiert, dass sich daraus rückwärts die neun verschiedenen
Geländemodelle erstellen ließen, die den zuvor definierten, immer älter
werdenden Stufen der Geländeentwicklung entsprachen. Nachdem die
natürliche Zeit in "Filmzeit" umgerechnet worden war - 6000 Jahre
entsprachen letztlich 70 Sekunden - konnte die Morphing-Sequenz
ausgehend vom ältesten bis hin zum jüngsten Geländemodell gerendert
werden.
Weitere Informationen sowie eine Streaming-Media-Version des Films
sind unter http://www.geofilm.de zu finden.