st Servaasbrug Maastricht

Fotorealistische lichtsimulatie voor de Sint-Servaasbrug in Maastricht

Voor de Sint-Servaasbrug in Maastricht wilde De Kruijter een verlichtingsoplossing ontwikkelen die de bogen zorgvuldig uitlicht, zonder verblinding te veroorzaken voor passanten op de brug of voor de scheepvaart op de Maas.

Een eerdere fysieke proefopstelling met testarmaturen onder de bogen leidde tot een onveilige situatie op het water. Daarmee werd duidelijk dat deze manier van testen op deze locatie niet veilig en praktisch herhaalbaar was.

Daarom is gekozen voor een digitale aanpak. Met behulp van photogrammetrie is de brug volledig en fotorealistisch vastgelegd. Honderden foto’s, gemaakt vanaf het water en vanuit de lucht met een drone, zijn verwerkt tot een gedetailleerd 3D-model. In dit model konden verschillende verlichtingsscenario’s vervolgens realtime en vanuit kantoor worden beoordeeld.

De uitdaging

Onder de bogen van de Sint-Servaasbrug moest verlichting worden aangebracht die het bouwwerk goed zichtbaar maakt, zonder hinderlijke verblinding te veroorzaken voor weggebruikers, voetgangers en schippers op de Maas.

Om een eerste indruk van het lichteffect te krijgen, werd geprobeerd testarmaturen fysiek onder de bogen te monteren. Omdat deze zich enkele meters boven het water bevinden, moest de montage vanaf een boot plaatsvinden. Een monteur klom via een ladder omhoog om de armaturen te bevestigen.

Tijdens deze werkzaamheden raakte de ladder uit balans, waardoor de monteur bijna samen met de ladder in de Maas terechtkwam. Deze gevaarlijke situatie maakte duidelijk dat fysieke proefopstellingen op deze locatie geen werkbare en zeker geen veilig herhaalbare testmethode waren.

Er was daarom een andere manier nodig om verschillende verlichtingsvarianten onder de bogen betrouwbaar te beoordelen, zonder dat daarvoor op hoogte boven het water gewerkt hoefde te worden.

Daarvoor was een nauwkeurig en fotorealistisch 3D-model van de volledige brug nodig, inclusief de onderzijde van de bogen. Juist deze moeilijk bereikbare delen zijn met traditionele meetmethoden niet eenvoudig volledig vast te leggen.

Onze aanpak

In plaats van opnieuw fysiek onder de bogen te werken, koos De Kruijter voor photogrammetrie. Bij deze techniek worden grote aantallen overlappende foto’s door gespecialiseerde software geanalyseerd. Op basis van perspectief en overeenkomstige beeldpunten worden de cameraposities berekend en wordt een gedetailleerd, fotorealistisch 3D-model opgebouwd.

Voor de Sint-Servaasbrug zijn opnamen vanuit twee perspectieven gecombineerd.

Vanaf het water is de brug rondom en van onderaf gefotografeerd. Daarmee konden juist de onderzijde van de bogen en andere lastig bereikbare delen nauwkeurig worden vastgelegd.

Daarnaast is de brug vanuit de lucht met een drone gefotografeerd. De drone vloog volgens een vooraf ingesteld patroon, waarbij de foto’s elkaar ruim overlapten. Zo konden niet alleen de brug zelf, maar ook de omliggende omgeving en de bovenzijde van het bouwwerk nauwkeurig worden geregistreerd.

Omdat dronevluchten in stedelijk gebied aan wet- en regelgeving zijn gebonden, is het benodigde traject vooraf zorgvuldig voorbereid en uitgevoerd binnen de geldende luchtvaartregels.

Alle foto’s vanaf het water en vanuit de lucht zijn vervolgens samengebracht in modelleersoftware. Daaruit ontstonden achtereenvolgens een dense point cloud, een 3D-mesh en uiteindelijk een volledig gekleurd en fotorealistisch model van de brug.

Het resultaat

Het 3D-model van de Sint-Servaasbrug is vervolgens ingeladen in gespecialiseerde lichtsimulatiesoftware.

Daarin konden verschillende posities, armaturen en lichtverdelingen onder de bogen realtime worden getest en beoordeeld. Aanpassingen waren direct zichtbaar op het scherm, waardoor verschillende scenario’s efficiënt met collega’s en opdrachtgever konden worden besproken.

Zo kon een passende verlichtingsoplossing worden ontwikkeld zonder telkens opnieuw op locatie proefopstellingen boven het water te hoeven maken.

Het resultaat is een veilige en efficiënte ontwerpaanpak waarmee de verlichting vooraf nauwkeurig kan worden beoordeeld, inclusief het risico op verblinding voor passanten en scheepvaart.

Wat dit project bijzonder maakt

Dit project laat zien hoe digitale simulatie een praktisch en veilig alternatief kan bieden wanneer fysieke proefopstellingen moeilijk uitvoerbaar of risicovol zijn.

De onveilige situatie tijdens de eerste test was aanleiding om het proces fundamenteel anders aan te pakken. Door de Sint-Servaasbrug zowel vanaf het water als vanuit de lucht vast te leggen, ontstond een compleet digitaal model waarin juist ook de moeilijk bereikbare onderzijde van de bogen nauwkeurig zichtbaar werd.

Daarmee hoefde niemand meer op hoogte boven het water te werken om verschillende verlichtingsvarianten te beoordelen. Tegelijkertijd werd het mogelijk om ontwerpkeuzes sneller te vergelijken en de effecten ervan direct inzichtelijk te maken.

Veelgestelde vragen

Waarom is er niet opnieuw fysiek getest onder de bogen?

De eerste proefopstelling leidde tot een onveilige situatie tijdens de montage vanaf het water. Omdat een vergelijkbare proef telkens opnieuw werk op hoogte boven de Maas zou vereisen, is gekozen voor een digitale simulatie. Daarmee konden dezelfde ontwerpvragen worden onderzocht zonder het veiligheidsrisico van herhaalde fysieke proefopstellingen.

Wat is photogrammetrie?

Photogrammetrie is een techniek waarbij grote aantallen overlappende foto’s worden gebruikt om een driedimensionaal model te maken. Software herkent overeenkomstige punten in verschillende beelden en berekent daaruit de vorm, afmetingen en camerastandpunten. Op die manier ontstaat een nauwkeurig en fotorealistisch 3D-model van een object of omgeving.

Wat is het verschil tussen photogrammetrie en laserscannen?

Een laserscanner legt een omgeving zeer nauwkeurig vast als een puntenwolk. Photogrammetrie maakt eveneens gebruik van grote hoeveelheden meetpunten, maar combineert die direct met fotografische informatie. Daardoor kan een model ontstaan met een realistische textuur en uitstraling, wat bijzonder geschikt is wanneer de visuele beleving van licht in een bestaande omgeving moet worden beoordeeld.

Waarom is de brug zowel vanaf het water als vanuit de lucht gefotografeerd?

Vanuit één positie kunnen niet alle delen van een brug goed worden vastgelegd. Vanaf het water konden vooral de onderzijde van de bogen en andere lage delen worden geregistreerd. Vanuit de lucht konden juist de bovenzijde, de volledige brugconstructie en de directe omgeving goed in beeld worden gebracht.

Door beide perspectieven te combineren ontstond een vollediger model met zo min mogelijk blinde hoeken.

Mag je zomaar met een drone boven een brug in de stad vliegen?

Nee. Dronevluchten zijn gebonden aan Europese en Nederlandse luchtvaartregels en kunnen afhankelijk van locatie, toestel en vlucht aanvullende voorwaarden of toestemmingen vereisen. Voor dit project zijn de benodigde voorbereidingen getroffen om de drone-opnamen veilig en volgens de geldende regels uit te voeren.

Een vergelijkbaar lichtvraagstuk?

Wilt u vooraf beoordelen hoe verlichting uitwerkt op een brug, kunstwerk, gebouw of andere complexe locatie?

Met fotorealistische 3D-modellen en lichtsimulatie kan De Kruijter verschillende verlichtingsscenario’s inzichtelijk maken voordat er fysiek op locatie wordt gebouwd of getest.

Zo kunnen ontwerpkeuzes sneller worden vergeleken, risico’s worden beperkt en het uiteindelijke lichtbeeld vooraf beter worden beoordeeld.

Neem contact op met De Kruijter om de mogelijkheden voor uw project te bespreken.

‍

‍

‍

‍