"Abbildung einer partiellen Realität in eine virtuelle Online-Welt, zum spielerischen Kennenlernen des Studienalltags"

Das Projekt beschäftigt sich mit der Abbildung von beliebigen Städten in eine virtuelle Welt. Dies ermöglicht es mit geringem Aufwand eine Siedlung direkt in ein beliebiges 3D-Verarbeitungsprogramm, oder eine 3D-Engine zu importieren und bei Bedarf weiter zu bearbeiten. Dabei lässt sich das Projekt in drei verschiedene Kernaufgaben gliedert die im Folgenden näher erläutert werden.

Zur Generierung der 3D-Objekte soll ein Algorithmus entwickelt werden, der aus 2D-Bildmaterial (z.B. im JPEG Format) automatisch ein 3D-Objekt generiert. Hierfür gibt es verschiedene Ansätze. Zunächst müssen aus dem Bildmaterial Kanten und so genannte POIs (Point Of Interest) detektiert werden. Dies muss für alle Ansichten des Objektes durchgeführt werden. Im Anschluss daran müssen die Kanten und POIs in den verschiedenen Bildern auf einander „gematcht“ und in einem 3D-Koordinatensystem positioniert werden. Anschließend werden die gewonnenen Informationen verwendet um anhand der Pointcloud das Objekt zu erstellen und mittels der 2D-Bilddaten zu texturieren.

Die nächste Aufgabe besteht darin, die generierten Objekte (im Falle von Städten also Gebäude und Wahrzeichen) anhand von Satellitendaten geographisch korrekt zu positionieren. Dies kann anhand von GPS-Koordinaten und Kantendetektion in den Satellitendaten und dem Objektgrundriss realisiert werden.

Wurden die vorherigen Schritte für einen Stadtteil, oder einen bestimmten Bereich fertiggestellt, können die Objekte in ein 3D-Verarbeitungsprogramm, oder eine 3D-Engine importiert werden. Aufgrund der hohen Realitätsgenauigkeit wird in diesem Projekt die CryEngine 3 verwendet. Um den Stadtteil realistisch und authentisch wirken zu lassen, müssen zum Schluss der virtuellen Welt weitere Details hinzugefügt werden. Zu diesen zählen unter anderem Laternen, Autos, Menschen, Akustik, und vieles mehr.

Das Projekt ist so ausgelegt das es ein möglichst breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten bietet. So können z.B. Architekten das Model nutzen, um zukünftige Bauprojekte dem Stadtbild anzupassen oder das Bauprojekt virtuell vor Ort von innen und außen zu besichtigen. Die Stadtverwaltung kann sowohl die Städteplanung visuell darstellen, als auch dem Touristikbereich die Möglichkeit bieten die Stadt virtuell zu erkunden und zu präsentieren. Das Modell kann weiterhin zur Schulung von Polizeikräften eingesetzt werden. Dabei kann bei Bedarf künstliche Intelligenz (Zivilisten, Verbrecher, etc.) hinzugefügt und verschiedene Verhalten simuliert werden.

Die CryEngine 3 bietet die Möglichkeit Missionen und Aufgaben zu erstellen. Dies bedeutet nicht nur, dass auf schnellem Wege eine Freizeitbeschäftigung im Sinne eines Computerspiels erstellt werden kann, sondern auch, dass die Möglichkeit besteht durch Spielen zu lernen (Serious Games), indem man dementsprechende Aufgaben implementiert und den Anwender so zwingt sich mit der ernsten Materie auseinander zu setzen.

Abschlussbericht [pdf, 2MB]