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Eine Lambert-Farbschummerung herstellen

Nun eine völlig andere Schummerung, als die Kombinationsschummerung: Eine Schräglichtschummerung mit Beleuchtungssimulation nach Lambert, die zusätzlich noch farbig angelegt wird, Kurzbezeichnung Lambert-Farbschummerung.

Höhenmodell bereitstellen

Wir beginnen mit dem Laden des Höhenmodells rm_dem_demo_512_europa.fix und lesen dies per Datei/Öffnen in Vimage ein:


Lambert-Farbbeleuchtung generieren

Nun wird die Menüfunktion Schummerung/Lambert-Farbbeleuchtung aufgerufen.

Zunächst werden diverse Zahlenparameter abgefragt.

1. Das Lichtazimut in Grad. Lichtazimut bedeutet svw. Horizontalwinkel. Die Richtungen laufen von Nord = 0° im Uhrzeigersinn bis 360°. Wir wählen eine Beleuchtung aus Nordwerten, also 315°. Dies ist bereits der vorgegebene Wert 315.

2. Die Lichthöhe in Grad, worunter der Einfallswinkel in der Vertikalen verstanden wird. Ebenfalls in Altgrad. Auch hier kann die Voreinstellung 45 ° beibehalten werden.

3. Die Pixelgröße im Naturmaß. Dieser Wert wird bei korrekter Georeferenzierung des Höhenmodells bereits richtig vorgeschlagen, so dass wir den Wert 1250 Meter beibehalten können. Sofern man mit falsch oder nicht referenzierten Modellen rechnet, kann man hier einen andersweitigen Wert vorgeben. Dabei reicht eine grobe Schätzung.

4. Eine Überhöhung. Beleuchtungssimulationen sollen in der Praxis immer überhöht werden, denn die natürliche Schattierung wirkt für das Auge meist zu schwach. Hier bitte Wert 10 einsetzen. Man kann hier auch negative Werte eingeben, dazu s. u.

In einem zweiten Parameterdialog wird nun

5. eine Divergenz in Grad abgefragt. Dies ist ein für alle Farbschummerungen charakteristischer Wert, die die Stärke der Farbigkeit maßgeblich beeinflusst. Divergenz Null führt zu monochromatisch schwarz-weißen Schummerungen. Hohe Werte erzeugen sehr bunte Darstellungen. Wir behalten den Wert -30°, also negativ, bei ...

Anmerkung: Wert -30 stellt Nordhänge bläulich und Südhänge rötlich das, was meist sinnvoll ist.

Nun rechnet Vimage die Lambert-Farbbeleuchtung.

Das Ergebnis ist als rohe Lambert-Farbschummerung bereits brauchbar.


Druckfarbnormschummerung und native Schummerung

Druckfarbnorm

Lambert beleuchten heißt im Prinzip „Photonen zählen“. Infolgedessen sind hellster Wert, dunkelster Wert und Ebenenton „zufällige“ Grauwerte. Vimage transformiert diese (ab Ausgabe 4.1.270) automatisch in den Bereich 0 bis 255. Das wird Druckfarbnorm genannt.

Native Schummerung

Das ist nicht immer gewünscht. Die ursprüngliche („native“) Schummerung kann ebenfalls erzeugt werden, indem man nämlich die Überhöhung negativ eingibt. Das bedeutet nun allerdings, dass weiß und schwarz „unrunde“ Werte erhalten. In unserem Fall liegt weiß auf Grauwert +37,34 und schwarz auf Grauwertt -217,65 (grüner Pfeil).

Eine solche Grauwertfestlegung heißt „freie Norm“. Vorteil: In dieser freien Norm kann man den Kontrast der Lambertschummerung sehr einfach ändern. Es ist hierzu lediglich das Bild einfach mit einer Konstanten zu multipliziern. Der Ebenenton bleibt dabei immer auf seinem Wert 0, denn 0·x ist immer wieder 0. Native Lambert-Schummerungen behalten also ihren Ebenenton bei Grauwertänderungen bei.

Was zur Kontrastmanipulation günstig ist, ist aber nachteilig, wenn das Bild abgespeichert und weitergegeben werden soll. Negative Werte können leicht verschwinden, weswegen native Lambert-Beleuchtungen grundsätzlich im Datentyp SHORT oder FIXPOINT gespeichert werden sollen. Beim Export in Tiff oder BMP muss aber sowieso immer in ist 0=weiß und 255=schwarz transformiert werden. Das favorisiert die Druckfarbnorm.

Umwandlung native Schummerung in Druckfarbnorm

Eine Umwandlung der nativen Schummerung in Druckfarbnorm erfolgt mit der Menüfunktion Radiometrie/In Druckfarbnorm transformieren:

Nun ist weiß auf 0 und schwarz auf 255 gesetzt (grüner Pfeil). Der visuelle Eindruck des Bildes hat sich dabei nicht geändert.

Zusammenfassung

Native Lambert-Schummerungen (in freier Norm) lassen sich sehr schön kontrastmanipulieren. In Druckfarbnorm stehende Bilder hingegen lassen sich besser weiterverarbeiten. Druckfarbnorm ist ab Vimage 4.1.270 Standard. Wegen des Ebenentones führen diese Bilder führen aber beim Einmischen in andere meist zu einer Bildverdunkelung.

Datentyp ändern

Bei in Druckfarbnorm stehenden Bilder kann, wie bei der Kombinationsschummerung, der Datentyp in BYTE geändert werden.

Speichern

Nun ist die Schummerung fertig und kann per Datei/In Tif exportieren als Tiffbild gespeichert werden.


Fertige Reliefdarstellung

Lambert-Farbschummerung


Hintergrund

Mit der Lambert-Farbschummerung lassen sich äußerst eindrucksvolle Hochgebirgsdarstellungen erzeugen. Der hellgraue Ebenenton wird aber auch oft als Kartenbelastung empfunden.

Topographen (z. B. Leonhard Brandstätter) und Geographen bemängeln gelegentlich, dass die Schräglichtschummerung völlig unnatürlich ist: In der Natur unbeleuchtete Nordhänge werden ins Licht gestellt, tatsächlich sonnige Sudhänge verschattet.

Hierzu ist die Farbschummerung ein genialer Kompromiss. Mit Divergenz -30 entstehen kalt-bläulich beleuchtete Nordhänge und Südhänge in warmen „Sonnenuntergangsschatten“.

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