Gaussian Splatting
Revolutionäre Technologie für interaktive 3D-Darstellungen
Was ist Gaussian Splatting?
Gaussian Splatting ist eine innovative Technologie, die es ermöglicht, Architekturszenen und einzelne Objekte fotorealistisch in 3D interaktiv darzustellen — und das ohne hohe Hardwareanforderungen.
Der Unterschied zu traditionellen 3D-Scans
Wie bei traditionellen 3D-Scans werden zunächst zahlreiche Fotos aus verschiedenen Winkeln aufgenommen, um mittels Photogrammetrie eine Punktwolke zu erstellen. In konventionellen Verfahren werden diese Punkte zu Dreiecken verbunden, texturiert und ausgeleuchtet. Dieser Prozess erzeugt enorme Datenmengen und erfordert hohe Hardwareleistungen, was eine interaktive Darstellung im Web in voller Qualität nahezu unmöglich macht. Eine Datenreduktion ist oft notwendig, was jedoch die Darstellungsqualität und den Fotorealismus der 3D-Objekte beeinträchtigt.
Die Vorteile von Gaussian Splatting
Gaussian Splatting verfolgt einen völlig neuen Ansatz: Anstatt Punkte zu Flächen zu verbinden, bleibt es bei den Punkten selbst. Ähnlich wie ein Digitalfoto aus einzelnen Pixeln besteht, setzt sich ein Gaussian Splatting aus sogenannten Splats zusammen — quasi 3D-Pixeln. Im Gegensatz zu normalen Pixeln verfügen Splats nicht nur über RGB-Werte zur Farbdefinition, sondern auch über Werte für Transparenz und Form. Sie können rund, oval oder sehr lang sein und haben weiche Kanten, die sanft auslaufen. Jeder Splat besitzt zudem einen Vektor, der seine Ausrichtung im 3D-Raum angibt. So kann ein Splat aus einer Richtung wie eine lange Linie und aus einer anderen wie ein runder Punkt erscheinen.
Optimale Darstellung durch Training
Um aus einer Punktwolke mittels Gaussian Splatting eine fotorealistische 3D-Szene zu erzeugen, muss die optimale Anordnung einer bestimmten Anzahl von Splats gefunden werden. Ziel ist es, die Szene aus jedem Blickwinkel fotorealistisch darzustellen. Dieser Prozess ähnelt dem Training eines neuronalen Netzwerks mittels Trial-and-Error — auch Gaussian Splatting wird in zahlreichen Durchläufen „trainiert“.
Anwendungen und Performance
Obwohl Gaussian Splatting noch eine sehr junge Technologie ist, bietet sie bereits herausragende Möglichkeiten für die interaktive 3D-Darstellung von Objekten und Architekturszenen — sowohl outdoor als auch indoor — mit hohem Fotorealismus. Besonders überzeugt Gaussian Splatting bei organischen Formen wie Bäumen sowie bei der Darstellung von Transparenzen und Spiegelungen — Bereiche, in denen traditionelle 3D-Scans oft Schwierigkeiten haben. Da keine Polygone erstellt und ausgeleuchtet werden müssen, ist die Darstellung von Gaussian Splats selbst auf schwacher Hardware äußerst performant und ideal für den Einsatz im Web geeignet.
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