Ars Electronica Festival: 3D-Daten fĂĽr interaktive Reise durch den Wiener Stephansdom

Auf dem Ars Electronica Festival 2020 können Besucher den Wiener Stephansdom in einer interaktiven 3D-Tour erkunden. Basis dafür ist eine 21 Milliarden Laserpunkte große Punktwolke von RIEGL.

Wie immer im Sommer, verspüren Menschen aus aller Welt auch in diesem Jahr große Reiselust und Fernweh. Aufgrund der aktuellen Corona-Pandemie sind Urlaube und Fernreisen jedoch durchaus kritisch zu beobachten. Abhilfe könnten Virtual Reality (VR)-Anwendungen verschaffen: Mithilfe der modernen Technologien können Reisefreudige von der heimischen Wohnzimmer-Couch aus die Welt erkunden.

Eine dieser Anwendungen wird auf der dem Ars Electronica Festival für Kunst, Technologie und Gesellschaft vorgestellt. Während das Festival normalerweise in der Linzer Innenstadt stattfindet, haben sich die Veranstalter in diesem Jahr dazu entschlossen, die Ars Electronica vom 09. bis 13. September an 120 Orten rund um den Globus auszurichten.

Der durchleuchtete Stephansdom

„The Translucent St. Stephen’s Cathedral“ (dt. der durchleuchtete Stephansdom“ ermöglicht es den Besuchern, durch die in Echtzeit gerenderte Punktwolke zu fliegen und festgelegte Punkte zu erkunden. An diesen werden die hochaufgelösten 360°-Bilder des gesamten Sets von mehr als 21 Milliarden Laserpunkten eingeblendet und entfalten so das volle Potenzial des Gebäudes. In dieser Detailebene entsprechen die Laserpunkte, die auf einem RIEGL Punktwolken-Scan basieren, einem Datenvolumen von fast 400 Gigabyte. Dieser innovative Ansatz bietet eine interaktive Reise durch das „durchleuchtete“ Gebäude in stereoskopischem 8K.

Der Laserscanner-Hersteller RIEGL hat den Wiener Stephansdom für das Ars Electronica Festival 2020 vermessen. Die daraus resultierende Punktwolke ist rund 21 Milliarden Laserpunkte groß. Foto: Johannes Pöll / Ars Electronica Futurelab

Die Scandatenaufnahme erfolgte im Rahmen der bereits bewährten jahrelangen Zusammenarbeit von RIEGL Laser Measurement Systems mit der Dombauhütte St. Stephan. Ziel dieser ist eine genaue Erfassung und Dokumentation der Bausubstanz des Stephansdoms mittels 3D-Laserscanning, um aus den Punktwolken-Daten hochgenaue Detailpläne zu erstellen sowie Ansichten und Schnitte zu generieren, die von der Dombauhütte für Bauanalyse, Schadensdokumentation und Simulation historischer Bauzustände verwendet werden können.

Ăśber 1000 Scanpositionen

Nikolaus Studnicka, RIEGL Business Division Manager Terrestrial Laser Scanning, führt aus: „Beim typischen Arbeitsablauf mit dem terrestrischen Scanner wird ein sogenannter Panoramascan nach dem anderen aufgenommen. Der Operator trägt den auf einem Dreibeinstativ montierten Scanner quasi im Minutentakt ungefähr 10 Meter weiter und startet durch Tastendruck den nächsten Scan. Dabei werden in einer vollen Scanner-Drehung durchschnittlich 22,5 Millionen Messpunkte in 45 Sekunden erfasst. Die räumliche Auflösung beträgt dabei in 10 Metern Distanz rund 7 Millimeter. Die ausgereifte RIEGL Waveform-LiDAR Technologie ermöglicht es, hunderte Scans pro Tag aufzunehmen. Für dieses Scanprojekt wurden pro Scanposition jeweils fünf kalibrierte 45 Megapixel Fotos aufgenommen. Die Fotodaten ermöglichen eine Einfärbung der Scandaten und damit eine fotorealistische Darstellung für weitere Anwendungen.“

Insgesamt wurden über 1000 Scanpositionen mit einem RIEGL VZ-400i Laserscanner aufgenommen – im Kirchenraum, in den Katakomben, am Dachboden und am Stephansplatz. Die Scans wurden bereits im Scanner zusammengesetzt und mittels sogenanntem Blockausgleich anschließend auf 6 Millimeter genau zu 50 präzise eingemessenen Kontrollpunkten ausgeglichen.

Interaktive Inhalte in höchster Qualität

Das gesamte Volumen an Scan- und Bilddaten von etwas mehr als einem Terrabyte wurde dabei in nur vier Vermessungstagen in den Jahren 2018/2019 mit dem Laserscanner und in zwei Vermessungstagen mit einer Totalstation generiert.

Insgesamt hat RIEGL ĂĽber 1000 Scanpositionen mit einem RIEGL VZ-400i Laserscanner aufgenommen: Im Kirchenraum, in den Katakomben, am Dachboden und am Stephansplatz. Foto: RIEGL

Insgesamt hat RIEGL ĂĽber 1000 Scanpositionen mit einem RIEGL VZ-400i Laserscanner aufgenommen: Im Kirchenraum, in den Katakomben, am Dachboden und am Stephansplatz. Foto: RIEGL

The Translucent St. Stephen’s Cathedral vermittelt das Gefühl, Echtzeit- und interaktive Inhalte in höchster Qualität zu erleben – ein Rendering, das mit heutigen Technologiestandards eigentlich nicht in Echtzeit möglich ist. Dazu wurden zwei Arten von Inhalten kombiniert: Eine „High-Resolution“ Punktwolke, die von ScanLab Projects aus verschiedenen Perspektiven in 360°-Bilder vorgerendert wurde, sowie eine „Low-Resolution“ Punktwolke, die in Echtzeit gerendert wird. Diese außergewöhnliche Ansicht des Wiener Stephansdoms mit mehreren Transparenzebenen wird nun im Deep Space 8K von Ars Electronica in Stereo zu sehen sein.

Die Live-Premiere der virtuellen Reise findet während des Ars Electronica Festivals 2020 am 12. September 2020 um 16:00 Uhr MESZ statt und wird via Live Stream übertragen. (jr)

www.riegl.com