Höhenfeld

Höhenfelder sind zweidimensionale skalare Felder, die ein Höhenrelief beschreiben. Jedem Ort ist hier also ein Wert zugeordnet, der eine Position in der dritten räumlichen Dimension angibt, eine Höhe. So können z. B. die Höhenreliefs von Landschaften und anderen Oberflächen als Höhenfeld beschrieben werden.

Darstellung

Eine Höhenkarte

Dreidimensional gerendertes Bild dieser Höhenkarte

Ein Höhenfeld kann mit einem unregelmäßigen Netz aus Punkten beziehungsweise Dreiecken in einer Höhenkarte (engl. heightmap) beschrieben werden. Häufig wird es jedoch auch mit einem darüber gelegten (regelmäßigen) Raster von Abtastwerten beschrieben.

Dies kommt für Geländemodelle in der Geodäsie oder für z. B. Computergrafik-Anwendungen wie 3D-Computerspiele zum Einsatz, wo Reliefs in Abtastpunkten erfasst werden. Dadurch ist mit relativ wenig Speicheraufwand die Darstellung von realistischen Terrain möglich. ^[1]

Oft werden Abtastwerte digitaler Landschaftsmodelle oder andere Oberflächenstrukturen als Höhenfelder in den „Helligkeits“werten von Rastergrafik-Dateien abgelegt. Die Helligkeit bestimmt dann die Höhe. Allerdings entstehen bei 8 Bit Bildern Treppeneffekte. Dies lässt sich verhindern in dem man ein Speicherformat mit einer höheren Graustufenanzahl nimmt. Ein anderer Ansatz ist es ein Farbbild zu verwendet und die Höhe in die einzelnen Farbkanälen zu codieren. Dann sind bei einem 24 Bit Bild bis zu 256³ = 16,777,216 Werte möglich. Ian J. Mallett hat diesen Ansatz als einer der Ersten eingesetzt.

Aus diesen Daten kann dann ein Terrain oder die Oberfläche eines Objektes gerendert werden. Dazu werden z. B. Polygonnetze erstellt oder Bump-Mapping bzw. Displacement Mapping-Techniken angewendet. Hierbei wird ein Höhenfeld verwendet um feine Strukturen auf ein an sich glattes Polygon zu bringen. Durch diesen visuellen Trick lassen sich sehr realistische Oberflächen erzeugen.

Programme die Höhenfeldern verwenden

Höhenfelder werden üblicherweise von Terrainrendering Software oder Computerspielen eingesetzt. Allerdings wird in den neuesten Spielen Voxel eingesetzt weil damit auch die Darstellung von Höhlen oder Überhängen möglich ist.

Rendering Software

• Terragen – Terrainrenderer
• Picogen – Terrainrenderer und Höhenfeldeditor

Einzelnachweise

1. ↑ Virtual Terrain Project (Startseite)