Hier ist das Werkzeug, gebaut auf dem Trick, den id Software 1992 für Wolfenstein 3D nutzte: ein Strahl, eine Frage. Du siehst einen Raum im Schnitt – Boden, zwei Seitenwände, Dach mit Öffnungen, ein Überstand. Ziehe die Sonne über den Himmel und ein Strahlenfächer streift den Schnitt aus diesem Winkel. Strahlen, die durch eine Dachöffnung schlüpfen, landen auf dem Boden und leuchten ihn auf; der Rest stirbt auf Dach, Überstand oder Wand. Ziehe wieder und der beleuchtete Fleck wächst und schrumpft wie ein live aktualisiertes Resultat.

Die Idee älter als jede Spielkonsole. Arthur Appels IBM-Papier von 1968 über Schattierungen von Festkörperdarstellungen: man feuert einen Strahl vom Auge durch jeden Bildpunkt und fragt, was er zuerst trifft. Turner Whitted erweiterte das 1980 zu rekursiver Strahlenverfolgung. Wolfenstein 3D warf einen Strahl pro Bildschirmspalte über eine Rasterkarte – so fälschte ein PC-1990 die Tiefe vor. Appels Name kommt selten auf, aber jedes Tageslichts-Plugin, jeder Clash-Check und jeder Spielschatten stammt von seiner einen Frage ab.

Die Regeln

• Die Sonne ist weit weg, also ist jeder Strahl parallel: ein Fächer, aus dem Sonnenwinkel gezogen.
• Jeder Strahl merkt sich nur seinen nächsten Treffer; einer, der auf Dach, Überstand oder Wand stirbt, ist blockiert.
• Ein Strahl, der durch eine Dachöffnung schlüpft und den Boden erreicht, markiert diesen Bodenstreifen als beleuchtet.
• Beleuchteter Boden geteilt durch Gesamtboden ist die Punktzahl, live angezeigt.

Das ist das ganze Spiel: vier Regeln, eine Schleife, eine Zahl.

Jetzt brechen

Kippe die Sonne gegen Mittag und das Licht fällt gerade durch das Oberlicht. Senke sie zum Horizont und die flachen Strahlen kratzen tief unter dem Überstand: der Fall Sommer-gegen-Winter, für den ein Überstand bemessen wird. Dann wechsle den Schnitt von Oberlicht zu Obergaden, Fensterband, Monitor oder Atrium und beobachte, wie dieselbe Sonne ganz woanders landet.

←HEUTE: SN EN 17037 setzt die Mindest-Sonnenscheindauer auf 1,5 Stunden an einem Referenztag zwischen 1. Februar und 21. März. →3012: Zürich-Pläne werden als Live-Lichtfelder argumentiert, nicht als eingefrorene Render. Drehpunkt: ein Strahl, den du ziehen kannst, zeigt, was die Norm-Stunden im Schnitt bedeuten.

Sichtlinien laufen auf der gleichen Schleife. Tausch die Sonne gegen zwei Augen – die beleuchteten Punkte werden das, was jemand von einem Sitz, Hof oder Platz wirklich sieht. In The Nature of Code baut Daniel Shiffman sein ganzes Simulations-Vokabular auf Vektoren auf; ein Strahl ist der einfachste Vektor.

PAZ hat diesen Faden schon verwendet. Das PAZ-Konzept-Panel zu unterirdischer Entwicklung raycastet ein Bodengitter gegen den Wintersonnwend-Sonnenvektor und wächst einen Lichtschacht, bis mindestens 50 % des bewohnbaren Bodens direkte Sonne hat. Designzahl: Verhältnis Schachtfläche zu Bodenfläche. Das Werkzeug oben ist diese Studie – etwas zum Anfassen mit der Maus.

Der Trade-off, klar: ein binärer Strahl sagt, ob Sonne einen Punkt erreicht, nicht wie viel diffuses Himmelslicht kommt. Ein Raycast-Resultat stützt eine Tageslicht-Faktor-Rechnung; ersetzt sie nicht.

Atelier: Für ein kleines Atelier in Zürich oder Basel ist der Gewinn Geschwindigkeit in der Massing-Phase, während ein tieferer Plan noch billig zu ändern ist. Teams mit KI-gestütztem Massing brauchen einen schnellen Check zum Zeilenlesen, nicht noch eine Black Box. Montagszug: Fahre vor der nächsten Design-Review ein Solstiz-Strahlengitter über jede Massing-Option in Grasshopper und pin die Beleuchtung neben jede Option an die Wand.

Hack: Miss mit Rhinos eingebautem Ray-Shooter, wie viel Boden die Wintersonne erreicht. Input: eine Liste Bodenpunkte und Hinderniss-Breps; jeder Strahl gibt einen Trefferpunkt oder nichts – nichts heisst Tageslicht. Lauf es in einer GhPython-Komponente in Rhino + Grasshopper, pass die gewählte Option dann durch die PAZ Grasshopper↔Archicad Library weiter.

import Rhino.Geometry as rg
sun = rg.Vector3d(0.3, -0.8, 0.25); sun.Unitize()
hits = [rg.Intersect.Intersection.RayShoot(rg.Ray3d(p, sun), obstacles, 1) for p in floorPts]
lit = sum(1 for h in hits if not h) / float(len(floorPts))

Shiffmans Coding Train Tutorials bauen den 2D-Raycaster in p5.js von Grund auf neu, wenn du mehr willst. Öffne den Sketch, ziehe die Sonne zur Winter-Tiefe, lösche eine Wand, die du nicht sicher brauchst.