Gaussian Splatting
TitleWas ist Gaussian Splatting? (3DGS)
3D Gaussian Splatting (3DGS) ist eine Visualisierungstechnologie, die es ermöglicht, große Punktwolken effizient und in hoher Qualität zu visualisieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die Punktwolken oder Meshes verwenden, repräsentiert Gaussian Splatting jeden Punkt der Wolke durch eine Gauß'sche Verteilung, wodurch fließendere und realistischere Darstellungen mit deutlich geringeren Datenmengen erzeugt werden können. Diese Technik findet breite Anwendung in der Vermessung, CGI, VFX und sogar in der Gaming-Industrie und ermöglicht es, riesige Datenmengen effizienter zu verarbeiten und darzustellen.
TitleWie entsteht eine Gaussian Splat-Szene?
Gaussian Splatting ist ein Verfahren zur effizienten Darstellung von Punktwolken, das durch die Umwandlung von Punktdaten in sogenannte Gauß-Kerne (Splats) erfolgt. Diese Gauß-Kerne repräsentieren die Punktwolken in einer weichen und kontinuierlichen Form.
Zunächst werden die 3D-Punktkoordinaten einer Punktwolke erfasst, beispielsweise durch einen Laserscanner oder photogrammetrische Verfahren. Jeder Punkt erhält neben den Koordinaten auch Attribute wie Farbe und Normalen. Diese Punkte werden dann als Gauß-Verteilungen modelliert, wobei ihre Form durch Parameter wie Ausdehnung und Richtung angepasst wird, um die Punktwolke präzise zu repräsentieren.
Der Vorteil liegt in der weichen Darstellung von Oberflächen und dem Einsparen von Speicherplatz, da weniger Datenpunkte verwendet werden. Für die Visualisierung werden die Gauß-Kerne gerendert, was eine detailreiche Darstellung ermöglicht.
Gaussian Splatting ist besonders effizient für die Darstellung großer Punktwolken, wie sie etwa in der 3D-Vermessung oder im CGI-Bereich genutzt werden.
Für die Verarbeitung der Lixel K1 und L2 Pro Scanner nutzen wir die Software LCC Studio:
TitleMobile Laserscanner und Gaussian Splatting
Die Kombination von mobilen Laserscannern und Gaussian Splatting eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der 3D-Datenerfassung. Mobile Laserscanner, die mit der SLAM-Technologie arbeiten, können schnell große Gebiete scannen und Punktwolken erzeugen. Sobald diese Punktwolken vorliegen, kann der Gaussian-Splatting-Algorithmus angewendet werden, um die erfassten Daten effizient zu visualisieren. Die mobile Erfassung in Kombination mit der detaillierten Darstellung von 3DGS ermöglicht es Vermessern, Bauprojekte oder Inspektionen noch anschaulicher darzustellen oder dem Endkunden ein klares Bild der Projektsituation zu vermitteln.
TitleGaussian Splatting - Vorteile für Endkunden
Für Endkunden, die in Bereichen wie Vermessung, Bau oder Inspektion tätig sind, bietet 3D Gaussian Splatting enorme Vorteile:
Geringe Datenmenge im Vergleich zu Meshes oder Punktwolken
Im Gegensatz zu herkömmlichen Meshes oder Punktwolken, die oft große Speicherkapazitäten erfordern, benötigt eine 3DGS-Szene deutlich weniger Speicherplatz. Dies macht die Datenspeicherung und den Datenaustausch einfacher und kostengünstiger.
Inspektion von Bauprojekten
Für Endkunden aus der Baubranche ermöglicht 3DGS eine schnelle und präzise Überwachung von Bauprojekten. Durch die effiziente Visualisierung der Punktwolken können Fortschritte oder mögliche Probleme in Echtzeit überwacht und analysiert werden.
Schnelle Auswertung und Visualisierung
Der größte Vorteil von 3DGS ist seine Schnelligkeit. Endkunden können die erfassten Daten sofort visualisieren, analysieren und Entscheidungen treffen, ohne auf zeitaufwändige Nachbearbeitung warten zu müssen.
TitleAnwendungsgebiete für Gaussian Splatting
Gaussian Splatting in der Bauwerksvermessung
In der Bauwerksvermessung und anderen Bereichen der Geodäsie revolutioniert Gaussian Splatting die Nutzung von farbigen Punktwolken. Große Landschaften, Gebäude oder Infrastrukturen können effizient erfasst und mit höchster Genauigkeit dargestellt werden. Vermesser profitieren von der schnellen Datenverarbeitung und der realistischen Darstellung, die Gaussian Splatting bietet. So können Projekte wie vor Ort betrachtet und dem Kunden eine bessere Visualisierung als mit einer Punktwolke geboten werden.
- Klare Visualisierung für den Kunden
- Einfügen von 3D-Modellen für z. B. Sanierungen
- Bessere Projektplanung vor Ort
Gaussian Splatting in der Denkmalpflege
Die Visualisierungsmöglichkeiten in der Denkmalpflege werden durch die Möglichkeiten des Gaussian Splatting auf ein neues Level gebracht. Durch diese Technologie können historische Gebäude und kulturelle Stätten in hoher Detailtreue erfasst und dargestellt werden. 3DGS ermöglicht es, komplexe Oberflächenstrukturen, wie etwa Verzierungen und Architekturdetails, effizient darzustellen, ohne dass enorme Datenmengen anfallen. Dies hilft Denkmalpflegern, präzise digitale Modelle für Restaurierungs- und Dokumentationszwecke zu erstellen. Gleichzeitig erlaubt Gaussian Splatting eine realistische Visualisierung der erfassten Strukturen in Virtual-Reality-Umgebungen, um immersiv zu forschen oder Restaurierungsmaßnahmen zu simulieren.
- Detaillierte Erfassung historischer Gebäude
- Effiziente Speicherung von großen Punktwolken-Daten
- Virtuelle Simulation von Restaurierungsprojekten
Gaussian Splatting in der CGI- und VFX-Industrie
In der CGI- und VFX-Industrie wird 3DGS verstärkt eingesetzt, um realistische 3D-Umgebungen und -Effekte zu erzeugen. Da 3DGS eine detailliertere Darstellung von Oberflächen ermöglicht, können 3D-Artists und Designer große Szenen mit minimalem Aufwand visualisieren. Die Fähigkeit, Punktwolken effizient zu verarbeiten, spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die benötigten Ressourcen, was zu einer erheblichen Verbesserung des Produktionsprozesses führt.
- Realistische, detailreiche Umgebungen
- Relight-Funktion
- Plugins für Nuke, Cinema4D, Davinci Resolve ...
Gaussian Splatting in der Gaming-Industrie
Auch die Spieleindustrie profitiert von der Effizienz und Leistungsfähigkeit des Gaussian Splatting. Spieleentwickler können riesige Open-World-Spiele und realistische Umgebungen erstellen, ohne dass die Hardwareanforderungen massiv steigen. 3DGS ermöglicht es, hochkomplexe Landschaften mit weniger Rechenaufwand darzustellen, was zu einem flüssigeren Spielerlebnis führt. Darüber hinaus kann die Echtzeitfähigkeit von Gaussian Splatting die Entwicklung von immersiven Virtual-Reality-Spielen weiter vorantreiben.
- Generierung von Kollisionsdaten
- Rendering großer Umgebungen
- Interaktion mit dem GS-Modell