Nieuw zicht op Delft

In een pilot-project rond een nieuw driedimensionaal visualisatieprogramma brengen Delftse ingenieurs het 17e eeuwse Delft van Vermeer tot leven.

Delftse landmeetkundigen hebben een nieuw `Zicht op Delft' gebouwd. Gezeten voor een computerbeeldscherm zweef je met deze Virtual Reality computerapplicatie als het ware boven de historische stad in 1660, toen Johannes Vermeer zijn vermaarde `Zicht op Delft' schilderde. Je zwenkt over oude huisjes en straatjes langs de Delftse grachten en cirkelt om de Oude en de Nieuwe Kerk, boven de Markt en het Stadhuis. Voor het eerst zijn Virtual Reality technieken gekoppeld aan geografische informatiesystemen (GIS). Daarmee kun je niet alleen een historische stad, maar bijvoorbeeld ook de gevolgen van grote infrastructurele werken inzichtelijk maken, zoals een geplande spoorlijn of een nieuwe snelweg in het landschap.

Het idee is afkomstig van de Amsterdamse kunsthistoricus Kees Kaldenbach, een bevlogen Vermeerkenner. Universitair docent ir. Edward Verbree kwam voor het eerst met Kaldenbach in contact in de zomer van '98. Een jaar daarvoor was de sectie GIS-technologie gestart met een groot derdegeldstroomproject in het kader van het Land, Water, Milieu en Informatietechnologieprogramma (LWI). Deze investeringsregeling van de overheid richtte zich op de verbetering en ondersteuning van besluitvormingsprocessen. Een van de ontwikkelde producten is een geografisch informatiesysteem voor het gebruik van geografische data in een 3D visualisatie- en interactieomgeving.

Verbree: ``Voor allerlei inrichtingsvraagstukken, bijvoorbeeld rond nieuwe infrastructurele projecten zoals snelwegen en spoorwegen, moet het ontwerp eerst aan belanghebbenden worden `verkocht'. Voor projecten zoals de Hoge Snelheids Lijn of de Betuwelijn schieten fotomontages en artist's impressions tekort. Hiervoor zijn andere presentatietechnieken nodig. En burgers moeten aanpassingen in het plan kunnen beoordelen als laatste fine tuning in het ontwerp.''

Als wetenschappelijke `vingeroefening' voor het maken van een inzichtelijk, 3-dimensionaal geografisch informatiesysteem werd het Delft van Vermeer gekozen. Aan de hand van oude schetsen en kaarten en met behulp van geavanceerde software werd een computeranimatie gemaakt.

Als eerste stap is een historische plattegrond van Delft, getekend door Frederik de Witt, op een vlakbedscanner gelegd en gedigitaliseerd. Je ziet elk huis en elk weggetje terug in de vorm van beeldelementen. Deze informatie werd als een stelsel van punten en lijnen overgebracht in een Geografisch Informatie Systeem (GIS). Een punt geeft een locatie aan, een lijn een begrenzing. Onderling samenhangende punten en lijnen vormen een veelhoek (polygoon). Zo is een eenvoudig, rechthoekig huis in het computerprogramma gedefinieerd door een rechthoek. Andere veelhoeken symboliseren straten, grachten of bouwland. Elke veelhoek krijgt zijn eigen objectidentiteit. In het GIS-systeem zijn verschillende lagen mogelijk, een brug bijvoorbeeld krijgt zowel de code `straat' als `water'.

Vervolgens krijgen de rechthoekjes die huizen voorstellen allemaal hun eigen kenmerkende hoogte, die tevoren per object is vastgelegd. Zo ontstaat al een levensechte kaart met huizenblokken. Tenslotte zijn met een 3D-Computer Aided Design (3D-CAD-)programma driedimensionale representaties van een aantal opmerkelijke GIS-objecten gemaakt. Molens, stadswallen en poorten, de Oude en de Nieuwe Kerk worden ruimtelijk getoond. Hiervoor is gebruik gemaakt van Karma, een krachtig softwareprogramma, ontwikkeld door de afdeling Geodesie in samenwerking met Technische Wiskunde en Informatica van de TU Delft. Om het nog levensechter te maken zijn ze beplakt met `fotorealistische texturen', zoals stukjes foto's van muren en dakpannen.

Telkens als het gezichtspunt verandert, moet het veranderende beeld razendsnel opnieuw uit het model worden opgebouwd (real-time rendering). Dit stelt hoge eisen aan de gebruikte systemen, de programmatuur en aan de modelbouw zelf. Om het nòg levensechter te maken krijgt de bezoeker een stereobril.

Voor presentatie van grote infrastructurele werken is het programma voorzien van allerlei interactiemogelijkheden. Verbree: ``De uitdaging voor ons is vooral geweest om één totaalsysteem te bouwen, waarin planologen hun ideeën op landelijk èn lokaal niveau kwijt kunnen en dat je telkens naar de nieuwste inzichten kunt bijwerken. Groot voordeel is ook dat je hiermee alle kaarten up-to-date kunt houden. Nu werken planologen, constructeurs, ecologen en landschapsarchitecten allemaal aan hun eigen traject, de politiek draait dan soms alles weer terug en telkens zijn er weer inspraakrondes. Als je al dat basismateriaal kunt onderbrengen in één GIS, dat alle betrokkenen gebruiken, spaart dat veel tijd en geld.''

Walking with Vermeer

Een andere fraaie demo is gemaakt door het ID-studiolab van de faculteit Industrieel Ontwerpen. Met hun computeranimatie `Walking with Vermeer' loop je door een middeleeuwse stadspoort met zware donkere balken en je slentert door de straatjes van Vermeer. ``Toen ik dat voor het eerst meemaakte ging ik echt uit mijn dak'', zegt kunsthistoricus Kaldenbach. ``Ik heb een enorme beeldhonger. Dit is een schitterende manier om de kunst van die oude meesters voor een breed publiek tot leven te brengen.''

Bij het ID-studiolab was onderzoeker ir. Aldo Hoeben juist bezig met een onderzoek naar het nut van allerlei softwarepakketten voor schetsende ontwerpers. ``We gebruiken hier nu een zogenoemde Tablet PC, waarbij je met diverse pennen op een touchscreen kunt schetsen. Maar dan heb je wèl goede software nodig'', aldus Hoeben. Zo stuitte hij op het softwarepakket Canoma, een van de eerste softwarepakketten waarmee je haast schetsmatig in 3D kunt modelleren aan de hand van foto's of schetsen.

Het uitgebreide beeldarchief van Kaldenbach bleek prachtig oefenmateriaal. ``Weinig plekken zijn zo vaak geschilderd als de zuidelijke haven van Delft met zijn trekschuiten en zeilschepen'', zegt Kaldenbach. Hij bezit een uitgebreid beeldarchief met reproducties van schilderijen, prenten en tekeningen van Vermeer en zijn tijdgenoten, deels ontleend aan het Gemeentearchief van Delft. Uit dit beeldarchief is een schitterende computeranimatie gemaakt. Er zijn tekeningen en prenten uitgekozen, die mooi op elkaar aansloten en een goede dieptewerking hadden. Vermeers beroemde `Zicht op Delft' viel af omdat dit doek te weinig diepte-informatie bevat.

De schetsen en prenten zijn met behulp van Canoma tot 3D-voorstellingen getransformeerd en met enig kunst- en vliegwerk aan elkaar gekoppeld tot een reeks QuickTime films. Als in een filmpje kun je door de zuidelijke stadspoorten die Vermeer vereeuwigde in zijn `Gezicht op Delft' de oude stad in wandelen. Zo zie je de Rotterdamse Poort en de Schiedamse Poort, die in 1834-1836 zijn afgebroken, en het Armamentarium dat nog altijd aan de Oude Geer staat.

Telkens als de wandelaar van standpunt verandert, verandert zijn perspectief. Het programma rekent telkens razendsnel het nieuwe gezichtspunt door met behoud van de juiste perspectiefverhoudingen. Overigens zijn schetsen niet altijd perspectivisch correct, integendeel. Al in de zeventiende eeuw gebruikten kunstenaars allerlei trucs om het perspectief te manipuleren. Zo werkte Vermeer graag met de Camera Obscura. ``Maar voor zo'n softwarepakket moeten de geometrische maten exact kloppen, anders ontstaan er allerlei wiskundige problemen'', zegt Hoeben. Het kostte ongeveer 100 uur om voldoende details uit de schetsen en prenten in het computerprogramma te manipuleren en te bewerken. Hoeben: ``Het is tijdrovend, maar je kunt er fraaie resultaten mee bereiken.''

Meer informatie op internet: http://www.johannesvermeer.org http://www.io.tudelft.nl/id-studiolab/vermeer