Wie aus räumlichen Daten Wissen wird: Big Data in 3D

Mit modernen Mess- und Scan-Methoden können heute räumliche Daten in grosser Präzision und Auflösung erfasst werden. Die so entstandenen Datensätze sind zum Teil riesig und müssen mit hocheffizienten Algorithmen bearbeitet werden, um daraus dreidimensionale räumliche Visualisierungen zu erstellen.

Wie räumliche Daten in 3D dargestellt werden können. (Klicken Sie auf das Bild, um das Video zu starten.)

Bildpunkte eines Innenraumes aufgrund eines 3D-Scans

In der Wissenschaft sind grosse Datenmengen etwa in Form von Punktwolken, Oberflächen, Texturen, 3D-Materialien, usw. vorhanden. 3D-Scan- und Messgeräte, wie z.B. Laserscanner oder Computertomographen, sind heute extrem präzise und können Datensätze erzeugen, die Dutzende oder Hunderte Gigabytes umfassen. Solche Datenmengen zu speichern, zu verarbeiten und so zu visualisieren, dass sie für Menschen nachvollziehbar sind, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, auch für heutige Computer.

An der Scientifica können Sie einige der neuesten Anzeige- und Visualisierung-Technologien erleben und sehen, wie sie von Forschenden benutzt werden. Zum Beispiel wird demonstriert, wie mehrere Computer unterschiedliche, sehr grosse Datensätze parallel bearbeiten und auf verschiedenen Displays darstellen. An einer Bildschirmwand oder mittels einer HTC Vive Virtual Reality-Brille können Sie interaktiv durch verschiedene biomedizinische, biologische und technische Computermodelle «fliegen» und diese Datensätze so immersiv aus vielen Standpunkten und mit mehreren Detailgraden erkunden und begreifen.

Am Stand werden zudem mit einem Laser-Range Scanner live 3D-Rohmessdaten eines Innenraumes aufgenommen. Diese Messungen sind sehr genau, umfassen aber – je nach Raum – bis zu mehrere Millionen individuelle Messpunkte die jedoch keine Information über die Struktur der dargestellten Umgebungen vermitteln. Computerwissenschaftler am Visualization and MultiMedia Lab  der UZH arbeiten daran, aus solchen 3D-Rohmessdaten vollständige kompakte 3D-Modelle von Innenräumen zu erstellen. Die Modelle widerspiegeln die Unterteilung eines Gebäudes in getrennte Räume, indem jeder Raum als ein eigenes 3D-Modell dargestellt ist. Solche Modelle können etwa in der Raumplanung, Architektur oder im Facility- und Immobilienmanagement für so unterschiedliche Aufgaben wie Umbauplanung, Energieeffizienzanalyse und Notfallmanagement verwendet werden. Sie können miterleben, wie die Algorithmen diese 3D-Daten bearbeiten und daraus 3D-Modelle der Architektur erstellen.

Beteiligte:

Dr. Claudio Mura
Gregory Wyss
Rafael Ballester-Ripoll
David Steiner
Prof. Dr. Renato Pajarola