Bitmap: definitie en gebruik in 3D-visualisatie

Een bitmap (ook wel rasterafbeelding genoemd) is een afbeelding die is opgebouwd uit een raster van pixels, waarbij elke pixel een kleurwaarde bevat. Foto's, screenshots en de uiteindelijke beelden van een 3D-visualisatie zijn bitmaps. In architecturale visualisatie hebben bitmaps nog een tweede functie: het zijn de texturen die beschrijven hoe het oppervlak van elk materiaal in de scène eruitziet.

Pixels en resolutie

De pixel is de kleinste eenheid van een bitmap. De resolutie geeft aan hoeveel pixels de afbeelding in breedte en hoogte heeft, bijvoorbeeld 3840 × 2160 pixels, wat op een scherm 4K wordt genoemd. Hoe meer pixels, hoe meer detail de afbeelding kan bevatten en hoe beter je ze kunt vergroten of afdrukken zonder dat het raster zichtbaar wordt.

Het is goed om twee begrippen te onderscheiden die vaak door elkaar worden gehaald:

In de praktijk: Render Fabrik is een studio voor 3D visualisatie voor projectontwikkelaars en architecten in heel Europa, met een offerte binnen 24 uur.

• Resolutie in pixels: de werkelijke bestandsgrootte, die bepaalt hoeveel detail beschikbaar is.
• Dichtheid (ppi of dpi): hoeveel pixels er bij het afdrukken per inch worden geplaatst. Dit is een uitvoergegeven en voegt zelf geen detail toe.

Als je een bitmap vergroot tot boven de oorspronkelijke resolutie, moet de software tussenliggende pixels verzinnen en verliest de afbeelding scherpte. Daarom bepaal je de resolutie van een 3D-visualisatie voordat je de visualisatie berekent, afhankelijk van het gebruik: web, social media, gedrukte catalogus of grootformaatdoek.

Kleurdiepte

Elke pixel slaat zijn kleur op met een bepaald aantal bits per kanaal. Een afbeelding met 8 bits per kanaal is voldoende om op een scherm weer te geven. Afbeeldingen met 16 bits of zwevendekommagetallen (32 bits) bevatten veel meer licht- en kleurinformatie, waardoor je belichting, contrast en witbalans in de postproductie kunt aanpassen zonder dat er banding of uitgebeten zones ontstaan.

Veelgebruikte formaten

• JPG: compressie met verlies, lichte bestanden. Ideaal voor oplevering op web en social media, minder geschikt om herhaaldelijk te bewerken.
• PNG: compressie zonder verlies en alfakanaal (transparantie). Handig voor uitsnedes, logo's en plattegronden met een transparante achtergrond.
• TIFF: zonder verlies, ondersteunt 16 bits en lagen. Gebruikelijk formaat voor drukwerk en voor archief met hoge kwaliteit.
• EXR (OpenEXR): zwevendekommagetallen, ondersteunt meerdere kanalen in één bestand. Dit is de standaard om de ruwe 3D-visualisatie samen met de renderpasses (reflecties, belichting, maskers, diepte) op te slaan vóór de postproductie.
• HDR (Radiance): hoog dynamisch bereik. Wordt vooral gebruikt als omgevingsmap: een panoramische foto die de scène verlicht met het echte licht van een lucht of interieur.

Bitmap versus vectorafbeelding

Een vectorafbeelding bestaat niet uit pixels, maar uit wiskundig beschreven vormen: lijnen, curves en vullingen. Daardoor kun je ze onbeperkt schalen zonder kwaliteitsverlies. CAD-tekeningen, logo's en lettertypen zijn vectorieel.

Een bitmap heeft daarentegen een vaste resolutie, maar kan weergeven wat een vector niet goed weergeeft: complexe verlooptjes, licht, zachte schaduwen, reflecties, texturen en alle nuance van een foto. In een architectuurproject gebruik je beide: de vectoriële tekening dient als basis voor het modelleren en het eindresultaat van de 3D-visualisatie is altijd een bitmap.

Texturen en maps in een 3D-materiaal

In de renderengine is een materiaal niet alleen een kleur. Het is opgebouwd uit verschillende bitmaps, die elk een fysieke eigenschap van het oppervlak aansturen. Dit staat bekend als PBR-workflow (physically based rendering).

• Diffuse map of basiskleurmap (albedo): de kleur en tekening van het materiaal zonder licht of schaduwen, bijvoorbeeld de nerven van hout of het tegelpatroon van porselein.
• Normal map: een afbeelding met blauwe en paarse tinten die fijn reliëf simuleert, zoals voegen, poriën of ruwheid van een pleisterlaag, zonder extra geometrie toe te voegen.
• Roughness map: in grijswaarden geeft aan welke zones mat en welke gepolijst zijn. Bepaalt het uiterlijk van de reflecties.
• Displacement map: eveneens in grijswaarden, vervormt de geometrie daadwerkelijk. Wordt gebruikt voor reliëf dat van dichtbij zichtbaar is, zoals natuursteen, klinkers of baksteen.
• Andere maps: metalliciteit, ambient occlusion, opaciteit (voor bladeren van vegetatie of lamellen) en emissie (voor armaturen).

De kwaliteit van deze maps bepaalt voor een groot deel het realisme. Een textuur met een lage resolutie ziet er wazig uit in een close-up; een textuur die te veel herhaalt, verraadt een kunstmatig patroon op een grote gevel. Studio's werken met bibliotheken van gescande materialen en maken, wanneer het project dat vraagt, texturen op basis van echte fabrikantstalen.

Hoe je het gebruikt in een architecturale 3D-visualisatie

Bij een architecturale 3D-visualisatie komt de bitmap op drie momenten in het proces voor:

• Invoer: materiaaltexturen, HDR-maps voor de belichting, foto's van de bouwlocatie om het gebouw in de echte omgeving te integreren.
• Berekening: de engine genereert de afbeelding pixel voor pixel, meestal in EXR, met afzonderlijke passes om elk lichtcomponent aan te passen.
• Uitvoer: na de postproductie wordt de afbeelding geëxporteerd in het formaat en de resolutie die bij het gebruik passen, van lichte JPG voor web tot TIFF met hoge resolutie voor drukwerk.

Werk je aan een residentieel project of nieuwbouwproject in Spanje? Bekijk hoe we deze workflow toepassen op onze pagina over 3D-visualisaties in Madrid en in de sectie over Spanje. Bekijk voor voorbeelden van afwerkingen en materialen in eindbeelden het portfolio.

Veelgestelde vragen

Welke resolutie heeft een 3D-visualisatie nodig om af te drukken?

Dat hangt af van het afdrukformaat en de afstand waarop de afbeelding wordt bekeken. Een catalogus die je van dichtbij leest, vraagt meer pixels per centimeter dan een reclamebord dat je van enkele meters afstand ziet. Het is correct om het eindgebruik te bepalen voordat je de visualisatie berekent.

Kun je een bitmap omzetten naar vector?

Je kunt vectoriseren, maar dat werkt alleen goed bij eenvoudige afbeeldingen, zoals logo's of lijntekeningen. Een fotorealistische 3D-visualisatie met licht en texturen verliest alle nuance als je deze naar vectoren omzet.

Waarom wordt de 3D-visualisatie opgeslagen als EXR en niet direct als JPG?

Omdat EXR alle lichtinformatie in zwevendekommagetallen en de afzonderlijke passes behoudt. Zo kan de postproductie belichting, kleur en reflecties corrigeren zonder de afbeelding te verslechteren. De JPG wordt pas op het einde gegenereerd, alleen voor de oplevering.