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Halexa und die virtuelle Realität: ein Ausflug in die 3D-Visualisierung

GISA beteiligte sich mit dem 3D-Projekt „GISA Virtual Flight“ an der kulturellen Themenjahresdekade der Stadt Halle (Saale). Der Auftakt im Jahr 2021 stand unter dem Motto „Halexa, siede Salz! Herkunft trifft Zukunft“ und eröffnet das Spannungsfeld zwischen der Digitalisierung und den Traditionen der Stadt. Mit unserem Beitrag laden wir zu einem Rundflug durch die Geschichte und Zukunft der Stadt ein: „Vom Salz zu den Sternen“!

Doch bevor wir uns dem Was und Warum zuwenden, hier der Link zum Clip:

www.gisa.de/halexa Einfach zurücklehnen und abheben!

WAS GENAU IST IN DEM KNAPP 1,5-MINÜTIGEN CLIP ZU SEHEN?

Zum einen sehen wir natürlich unsere Heimatstadt Halle (Saale), Hauptsitz der GISA GmbH. Wir starten auf dem Dach des MMZ, dem Mitteldeutschen Multimediazentrum, einem modernen Existenzgründerzentrum für die Medien- und Kreativwirtschaft in Sachsen-Anhalt. Dann fliegen wir hinüber auf das andere Saaleufer hin zum historischen Industriedenkmal und Standort des Technischen Halloren- und Salinemuseums. Hier werfen wir nur einen kurzen Blick in die leere Großsiedehalle, die nach der aktuellen Planung zukünftig eine große Ausstellung beheimaten wird. Und dann starten wir zu den Sternen, nämlich entlang der Saale hin zum neuen Planetarium der Stadt, das in der denkmalgeschützten Ziegelfassade des alten Gasometers seinen Platz gefunden hat. Noch sind die Bautätigkeiten nicht abgeschlossen, aber virtuell können wir dem Betrachter einen Blick in das Gebäude bieten – so wie es in naher Zukunft aussehen und zu besuchen sein wird.

Das beschriebene Produkt „GISA Virtual Flight“ adressiert eine breite Öffentlichkeit. Um den Betrachter für die Dauer des Films in die Zukunft zu entführen und ein möglichst umfassendes emotionales Erlebnis anzubieten, wurde der Film fachkundig geschnitten und musikalisch untermalt.

UND WAS STECKT DAHINTER?

Der Mensch lebt, denkt und agiert in einer dreidimensionalen Welt. In der Geschäftswelt werden Geodaten, Daten mit Rauminformation, heutzutage sehr effektiv in zweidimensionalen Geoinformationssystemen erfasst und intelligent verarbeitet. Doch der Schritt in die dritte Dimension ist technologisch betrachtet heute schon möglich. Große Tech-Konzerne wie Meta und Microsoft treiben die Weiterentwicklung der Technologie massiv voran.

Was wir im Halexa-Video sehen, ist ein in 3D nachmodellierter Ausschnitt aus dem Stadtgebiet. Die gezeigten Gebäude, Brücken, Leuchten, Vegetationselemente sind ein virtuelles 1:1-Abbild der realen Welt. Um dieses Abbild aufzubauen, haben wir Daten aus unterschiedlichen Quellen verwendet. Bedeutend sind dabei die verwendeten Geodaten.

Der OpenData-Strategie des Bundes folgend veröffentlichen die jeweiligen Landesämter ihre Geobasisdaten online und kostenfrei und erlauben deren Nutzung unter den Bedingungen der freien Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – Version 2.0. Ein Schritt in Richtung Zukunft, denn Daten sind Informationen und ermöglichen Teilhabe und Weiterentwicklung. Die Abkehr vom Silo-denken ermöglicht Gedankenaustausch und Zusammenarbeit. Das sind wichtige Grundlagen hin zu einer offenen Gesellschaft, in der smarte Lösungen gemeinsam entwickelt werden.

WIE SIND WIR BEIM ERSTELLEN DER 3D-SZENE VORGEGANGEN?

Die Oberfläche unserer Szene wurde aus Messpunkten mit einem Abstand von 2 Metern zu einer Fläche dreiecks-vermascht und anhand eines digitalen Orthophotos texturiert. Auf dieser Oberfläche werden die amtlichen 3D-Gebäudemodelle in LoD2 (Gebäudehüllen mit Standarddachformen) platziert. Sie dienen der unterstützenden Wiedergabe der städtischen Baustruktur in diesem Areal. Dies ist die Szenen-Basis. Die Protagonisten des Films sind nun besonders detailreich ausgeführt worden: Anhand von spezieller Software für die 3D-Modellierung wurden die Gebäudeteile von MMZ und Saline modelliert und anhand von Objekt-Fotos realistisch texturiert. Nach demselben Prinzip wurden die Brücken erstellt und in die Szene importiert.

Für die Darstellung des Planetariums konnten wir auf die Planungsdaten des Architekturbüros zurückgreifen, die die Grundlage des Planetarium-Neubaus sind. Das vorhandene digitale Architekturmodell wurde mit weiteren Elementen der zukünftigen Innenausstattung und Avataren angereichert und virtuell beleuchtet.

Beim Übertritt vom Außenbereich in den Innenbereich des Planetariums wechselten wir die genutzte Technologie. Das hochwertige Rendering setzten wir mittels der Gaming Engine Unreal um. Das 3D-Modell wurde in ein Architektur-Template importiert und aufwändig texturiert. In dem fertigen Modell wurde mittels Cinematics-Funktion der Film „gedreht“.

Unreal Engine wird bei der Entwicklung von Computerspielen eingesetzt. Doch eignet sich das Framework für sehr viel mehr: Die on-the-fly-Verarbeitung und -Visualisierung von Daten aus einer Vielzahl an Quellen. Damit lassen sich zum Beispiel reale (IoT-)Daten in Echtzeit in eine virtuelle Realität einbinden und analysieren. Stichwort: Augmented Virtuality. Dies böte ein Monitoring von Messwerten wie zum Beispiel kritischer chemischer Kontrollparameter in einer großen und komplexen oder schwer zugänglichen industriellen Anlage.

UND WARUM DAS GANZE?

3D-Modelle findet man derzeit überwiegend in virtuellen Welten von Videospielen oder im Marketing. Doch die technologischen Voraussetzungen für den Einsatz von 3D-Technologie im Alltag und im Business sind längst geschaffen: Digitaler Zwilling und Augmented Reality (AR) sind nur zwei der Anwendungsfelder.

Aktuell sind wir als GISA mit GIS-Anwendungen in der Energiebranche verankert – etwa im Feld der Leitungsauskunft. Dabei machen wir in der Virtualität sichtbar, was eigentlich verborgen ist. Dazu zählt eine unterirdisch verlegte Leitung oder eine solche, die in einem Schrank verbaut und daher schwer zugänglich ist – oder eine, die geplant aber noch gar nicht da ist.

3D-Visualisierungen können allerdings Kunden jeglicher Branche nützen. In einer virtuellen Szene kann man Industrieanlagen in 3D begehbar machen, ohne direkt vor Ort sein zu müssen – oder bevor sie gebaut wurden. In Simulationen können Arbeitsabläufe virtuell und in 3D durchgetestet werden.

Als GISA arbeiten wir zum einen daran, 3D-Visualisierungen wie den Virtual Flight weiter zu professionalisieren und zum anderen an intelligenten Lösungen, um 3D-Objekte über weitere Devices nutzbar zu machen. Vor allem bei AR-Anwendungen für HMDs (Head-Mounted Displays), Tablets oder Smartphones sehen wir Potentiale für den branchenübergreifenden Einsatz im Geschäftsalltag.

3D-Visualisierungen oder auch AR-Anwendungen eignen sich besonders für die disziplinenübergreifende Zusammenarbeit. Nämlich dann, wenn komplexe Sachverhalte in stark arbeitsteilig agierenden Unternehmen und Gesellschaften intuitiv und leicht verständlich begreifbar gemacht werden sollen.

Weitere Information rund um die Themen Geodaten und Anlagenmanagement finden Sie hier.

Hannah Zerjeski

Hannah Zerjeski

Hannah Zerjeski ist im Bereich Technical Processes als Development Consultant tätig. Sie studierte Kartografie und Geomedien an der Beuth Hochschule für Technik in Berlin. Seit 2019 treibt sie bei GISA im Umfeld Geodaten- und Anlagenmanagement den Transfer von 2D-Daten in die dritte Dimension voran. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Etablierung branchenübergreifender, innovativer Anwendungen auf GIS-Basis.

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