Ordnung ins Bilderchaos

01.04.2008 | Veröffentlicht in Ausgabe 04-2008

Digitalfotos helfen, den Montagefortschritt, eine Baustellensituation, Materialschäden, Einbau- oder Montagefehler festzuhalten, vorausgesetzt, ein Bilderverwaltungsprogramm sorgt für Ordnung im Bilderchaos - © FotoSort — © FotoSort

Digitalfotos helfen, den Montagefortschritt, eine Baustellensituation, Materialschäden, Einbau- oder Montagefehler festzuhalten, vorausgesetzt, ein Bilderverwaltungsprogramm sorgt für Ordnung im Bilderchaos

Nach dem Beitrag „Richtig pixeln“ in Heft 12/2006 zum Thema Digitalfotografie geht dieser Artikel auf Foto-Software ein. Er zeigt, wie Programme für die Verwaltung und Bearbeitung von Fotos, für die Foto-Dokumentation oder das fotografische Aufmaß den TGA-Planer unterstützen können.

Fotos sagen mehr als tausend Worte – und so wird fotografiert, um den Montagefortschritt, eine Baustellensituation, Materialschäden, Einbau- oder Montagefehler festzuhalten. Seit digital fast kostenfrei abgelichtet werden kann, zudem in immer größerer Anzahl. Denn auch für Mängellisten, Gutachten oder einfach als Beweismittel oder als „Erinnerungsstück“ haben sich Fotos bestens bewährt. Unersetzlich sind sie für die Dokumentation jener Teile der Gebäudetechnik, die sich im Laufe des Baufortschritts einem nachträglichen Einblick für immer entziehen – etwa im Beton oder Estrich verlegte Ver- und Entsorgungsleitungen.

Digitalfotos können also in vielen Fällen sehr hilfreich sein. Doch Nutzen bieten Fotos nur, wenn man sie bei Bedarf auch schnell findet. Wer ein umfangreiches Bildarchiv ausschließlich mit den „Bordmitteln“ des Betriebssystems zu verwalten versucht, stößt schnell an Grenzen: Sollen Bilder etwa nach dem Bildinhalt sortiert, Kommentare oder Markierungen eingefügt, mit Ton- oder Videosequenzen verknüpft werden, muss man auf spezielle Programme zur Bilderverwaltung zurückgreifen.

Meist hilft diese Software nicht nur, der Bilderflut Herr zu werden, sondern ebenso bei der Korrektur kleiner Bildfehler oder der Änderung des Bild- oder Dateiformates. Lösungen für ein bauspezifisches Fotomanagement ermöglichen darüber hinaus eine Zuordnung zu Projekten, eine Integration in Projekttagebücher oder eine Verknüpfung der Fotos mit CAD-Plänen. Aus zweidimensionalen Fotos lassen sich mit verschiedenen Techniken sogar räumliche Objekte generieren. Damit können Gebäudehüllen erfasst, beispielsweise durch eine Solaranlage ergänzt und anschließend dem Kunden dreidimensional präsentiert werden. Die Möglichkeiten im Einzelnen:

Bilderverwaltung

Nicht nur privat kennt man das Problem: Wird mal schnell ein bestimmtes Urlaubsfoto gebraucht, kann es dauern, biss man im überquellenden Urlaubs-Ordner fündig wird. Auch bei TGA-Planern kommen pro Projekt schnell mehrere hundert Bilder für Dokumentationszwecke zusammen. Diese Bilder zentral zu ordnen und schnell parat zu haben, ist das Ziel einer Bilddatenbank. Auch Bildkorrekturen gehören dazu: Durch Verzeichnungen des Objektivs, Mängel des Bildsensors oder fotografische Fehler verursachte Bildmängel wie tonnen- oder kissenförmige Verzeichnungen, perspektivische Verzerrungen, Bildrauschen, Farbstich, Unter- oder Überbelichtung etc. lassen sich mit speziell dafür zugeschnittenen Funktionen beseitigen.

Im Unterschied zu reinen Bildbetrachtern („Viewern“), die teilweise auch Bildkorrekturmöglichkeiten bieten, verfügen Verwaltungsprogramme zusätzlich über Management-Funktionen wie Kategorie-Zuordnung, Schlagwort-Vergabe und umfangreiche Suchfunktionen. Neben Bildern und Fotos in den wichtigsten Datenformaten (JPG, TIF, GIF, BMP, PCX, PNG, RAW etc.), sollten nach Möglichkeit auch Vektorgrafiken, Audio- und Videodaten verwaltet werden können. Dadurch ist man flexibel im Umgang mit Daten und benötigt nicht für jede Dateikategorie ein separates Programm.

Zu den Basisinformationen von Digitalfotos gehören Metadaten wie Aufnahmedatum, Kameramodell, Belichtungszeit, Blende, Brennweite, Objektabstand, Filmempfindlichkeit etc. Diese Metadaten werden von Digitalkameras im EXIF-Format für jedes Foto gespeichert. Das Bildverwaltungsprogramm sollte ebenso in der Lage sein, diese EXIF-Daten anzuzeigen, wie die so genannten IPTC-Daten, in denen Textinformationen des Fotografen (Autorname, Bildtitel, Schlagworte etc.) gespeichert werden können. Bauspezifische Bilddatenbanken gehen auf die besonderen Anforderungen der Planung ein: Sie ermöglichen eine Zuordnung zu Projekten, eine Integration in Projekttagebücher oder eine Verknüpfung der Fotos mit CAD-Grundrissen oder Daten geografischer Informationssysteme (GIS).

Dadurch lassen sich Fotostandpunkte präzise nachvollziehen und Fotos eindeutig zuordnen. Kameras mit integrierter GPS-Technik zur satellitengestützten Positionsbestimmung speichern geografische Koordinaten der Fotostandpunkte automatisch in den Metadaten der Digitalfotos, so dass eine nachträgliche Verortung der Fotos nicht erforderlich ist. Sollen auch Projektpartner auf die Bilder zugreifen, stellt man sie am besten in Internet-basierenden Bilddatenbanken ab. So können Sachverhalte mit Partnern schnell geklärt, Missverständnisse ausgeräumt, Ortstermine in vielen Fällen vermieden und dadurch Entscheidungen beschleunigt werden.

Foto-Aufmaß

Wer für eine Ausschreibung schnell mal die Höhe einer Fassade oder – wenn es eng wird – für die Planung eines Technikraumes die Wandabwicklungen benötigt, greift heute zur Digitalkamera und spezieller Aufmaß-Software. Der eigentliche Mess-Vorgang beschränkt sich auf das Erstellen der Fotos und die manuelle Erfassung wichtiger Maße (B × H). Durch die kurze Verweildauer am Aufmaßort spielen ungünstige Umgebungsbedingungen wie (Aus-)Bauarbeiten, Wetter usw. kaum eine Rolle. Auch nicht unmittelbar zugängliche Objekte – etwa direkt an einer verkehrsreichen Straße gelegene Gebäudefassaden oder aktuell nicht begehbare Räume – lassen sich aufmessen.

Bei der digitalen Bildentzerrung werden durch das Objektiv und die Perspektive bedingte Verzerrungen innerhalb des Fotos anhand von Referenzlinien oder -punkten maßstäblich entzerrt. Aus den so entzerrten Bildvorlagen können danach Längenmaße oder Flächen ermittelt oder diese für das einfache, zeit- und kostensparende „Durchpausen“ in CAD-Programmen genutzt werden. Alternativ kann die Neuplanung direkt darüber gezeichnet und zusammen mit dem Hintergrundfoto ausgegeben werden. Die digitale Bildentzerrung ist erstaunlich schnell und für Ausschreibungen bzw. Angebote und die meisten Planungsarbeiten hinreichend genau (±1 bis 2cm).

Wer es präziser und vor allem dreidimensional braucht, ist mit Fotogrammetrie-Software bzw. entsprechenden Dienstleistungen besser bedient. Beim fotogrammetrischen Verfahren wird aus mehreren Fotografien eines Objektes dessen dreidimensionale Form rechnergestützt rekonstruiert. Die Fotos werden dabei nicht entzerrt, stattdessen wird mithilfe von Tachymeter (Nivelliergerät mit eingebautem Laser-Entfernungsmesser) eingemessenen XYZ-Koordinaten der Stand- und Referenzpunkte und mathematischer Algorithmen die räumliche Lage der Fotos zueinander ermittelt. Anschließend ist das Programm in der Lage, durch eine relativ aufwendige manuelle Auswertung der Fotos quasi „im Hintergrund“ ein dreidimensionales Modell zu erstellen. Die fotogrammetrische Auswertung ist arbeitsaufwendiger als die obige Foto-Entzerrung, allerdings in vielen Fällen (komplexe Geometrien, Genauigkeitsanforderungen etc.) bisher durch kein anderes Verfahren zu ersetzen. Wird das fertige 3D-Modell an CAD-Programme übergeben, lassen sich daraus Objektansichten, -schnitte oder Visualisierungen generieren. Die erzielbaren Genauigkeiten hängen von der Qualität der Fotos und der Auswertung ab, liegen aber meist bei 0,5 bis 2 cm. Noch präziser ist die, allerdings nicht auf Fotos basierende, Laserscanner-Technik (weitere Infos: https://www.architektur-vermessung.de/).

Digitalfoto-Montage

Spezielle Software zur Fotobearbeitung oder auch allgemeine Grafik-Software kann mithilfe aussagekräftiger Vorher-/Nachher-Fotos zögerliche Kunden und kritische Bauherren überzeugen und Entscheidungsprozesse beschleunigen. Auch Konzepte oder Ideen lassen sich mit überschaubarem Aufwand „rüberbringen“: Foto von einer Gebäudefassade oder einen Raum machen, im Programm zu ändernde Bereiche markieren und neue Objekte einfügen – fertig. Fotobearbeitungs- bzw. Grafik-Software generiert beeindruckende Ergebnisse und hilft, Planungen mit weniger Aufwand zu präsentieren.

Das Besondere an der Digitalfoto-Montage ist der individuelle Bezug zum Kundenobjekt: So können sich Bauherren/Kunden anhand eines Fotos ihres eigenen Hauses, in das beispielsweise der neue Außenschornstein oder die neue Klimaanlage eingearbeitet worden ist, die neue Situation weitaus besser vorstellen, als anhand abstrakter Skizzen, Produktbilder oder mehr oder weniger ähnlicher Referenzobjekte. Besonders beeindruckend wirken modifizierte Fotos, wenn sie dem Original gegenüber gestellt werden. Dieser Vorher/Nachher-Effekt überzeugt und kann die Entscheidungsphase beim Kunden deutlich verkürzen.

3D-Modellierung

Wer es lieber dreidimensional möchte, greift zu 3D-Modellier-Software. Die Vorgehensweise bei der fotobasierenden 3D-Modellierung ist unterschiedlich: Während bei einigen Programmen auf dem zweidimensionalen Foto ein räumliches Liniengerüst erstellt wird, verwenden andere geometrische Grundformen (z.B. Quader) in die die zweidimensionalen, perspektivisch verzerrten Fotos möglichst exakt eingepasst werden. Aus diesen Informationen berechnet das Programm die räumliche Situation und die Objektproportionen.

In einem weiteren Schritt werden Ausschnitte des Fotos auf die Objekthülle aufgezogen, das Objekt erhält eine so genannte „Textur“ und sieht damit nahezu „fotorealistisch“ aus. Eine beliebige Digitalkamera genügt, um ein Objekt dreidimensional zu erfassen. Das fertige Modell kann in mehreren 3D-Dateiformaten gespeichert und mit anderen 3D-Applikationen (CAD, Visualisierung, Animation etc.) weiterbearbeitet werden. Grundsätzlich lässt sich jedes fotografierbare Objekt im Rechner dreidimensional nachmodellieren – also beispielsweise auch technische Anlagen.

Worauf man achten sollte

So intuitiv und einfach Software für die Verwaltung und Verarbeitung von Bildinformationen auf den ersten Blick auch ist – der Teufel steckt im Detail. Insbesondere der Aufbau einer gut sortierten Bilddatenbank erfordert viel Zeit und Mühe. Die vom Benutzer eingegebenen Datenbankinformationen werden vom Bildverwaltungs-Programm in unterschiedlicher Weise, respektive in unterschiedlichen Formaten abgelegt. In der Regel sind sie dann nur von diesem Programm lesbar. Wird ein Programmwechsel notwendig, kann jahrelange Arbeit schnell zunichte gemacht werden. Das gilt insbesondere für Lösungen, bei denen nicht Verknüpfungen (Referenzen) auf die eigentlichen Bilder, sondern die Bilder selbst in eine Datenbank in einem speziellen, nur vom jeweiligen Programm lesbaren Datenformat abgespeichert werden.

Hinzu kommt ein weiteres Problem: Auch bei einem Umstieg auf einen neuen Rechner lassen sich die Daten nicht immer mühelos transferieren. Während einige Programme die Datenbankinformationen in einer separaten Datei ablegen, so dass sie von dort aus jederzeit in ein neues System einlesbar sind, ist bei anderen zumindest eine identische Ablagestruktur auf dem neuen Rechner erforderlich. Die Suche nach der richtigen Bilderverwaltungs-Lösung ist also keineswegs trivial. Viele Programme sind als Demoversion (oder gar als kostenloser Download) erhältlich – ein vorheriger Test ist sehr empfehlenswert.

Keine ideale Foto-Software

Programme, die gleichzeitig Fotos verwalten, archivieren, korrigieren, entzerren, gestalterisch manipulieren und zwei- oder dreidimensional auswerten können, gibt es (noch) nicht. Zwar überschneiden sich die Funktionalitäten von Bilderverwaltungs- und Aufmaßprogrammen immer mehr, doch haben für einen speziellen Zweck konzipierte Programme dank im Detail besserer Funktionen die Nase vorn. Bevor man sich für ein Produkt entscheidet, sollte klar sein, was man mit den Digitalfotos machen möchte. Dann fällt die Auswahl leichter. Marian Behaneck

Literatur

[1] Behaneck, Marian: Nützliche Werkzeuge: Digitalkameras – Richtig pixeln. Stuttgart: Gentner Verlag, TGA 12-2006