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3D-City-Models in Time<br />

Erstellung und Nutzen von 3D-Stadtmodellen mit zusätzlichen<br />

Zeitdimensionen für die Planung am Beispiel des Stadtkerns<br />

von <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Tony Poesch


TU <strong>Kaiserslautern</strong><br />

CPE – Computergestützte Planungs‐ und Entwurfsmethoden in Städtebau und<br />

Architektur<br />

Fachbereich Architektur / Raum‐ und Umweltplanung /Bauingenieurwesen<br />

Gebäude 1<br />

Pfaffenbergstraße 95<br />

67663 <strong>Kaiserslautern</strong>, Deutschland<br />

Tel. +49 0631‐205‐3951<br />

Internet: http.//<strong>cpe</strong>.arubi.uni‐kl.de<br />

Diplomarbeit:<br />

3D‐City‐Models in Time<br />

Erstellung und Nutzen von 3D‐Stadtmodellen mit zusätzlichen Zeitdimensionen<br />

für die Planung am Beispiel des Stadtkerns von <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Betreuung:<br />

Prof. Dr.‐Ing. Bernd Streich<br />

Dipl.‐Ing. Peter Zeile


Verfassererklärung<br />

Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig verfasst und<br />

die Übernahme wörtlicher Zitate aus der Literatur sowie Verwendung der Ge‐<br />

danken anderer Autoren an entsprechender Stelle innerhalb der Arbeit gewür‐<br />

digt habe. Diese Arbeit ist bisher weder veröffentlicht, noch einer sonstigen<br />

Prüfungsbehörde vorgelegt worden.<br />

Ich bin mir bewusst, dass eine falsche Erklärung das Aberkennen der Prüfungs‐<br />

leistung zur Folge haben kann.<br />

Tony Poesch<br />

Mehlbach, September 2009


Danksagung<br />

An dieser Stelle möchte ich mich bei allen Personen bedanken, die mich in der ganzen Zeit<br />

meines Studiums unterstützt haben. Allen voran möchte ich meiner Familie und meiner<br />

Freundin Sabrina Wetz für ihre umfangreiche Hilfe und Unterstützung sowie ihren Beistand<br />

während meines Studiums danken. Ohne sie wäre Vieles überhaupt nicht möglich gewesen.<br />

Weiterhin möchte ich speziell meinem Bruder und seiner Frau Rebekka für ihre Unterstüt‐<br />

zung danken.<br />

Ein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Streich und Herrn Peter Zeile für ihre Betreuung und<br />

fachliche Beratung während meiner Diplomarbeit, aber auch für die Jahre davor, als ich noch<br />

als Hilfswissenschaftlicher Mitarbeiter im Lehrgebiet CPE angestellt war. Erst durch diese<br />

Zeit, in der ich viel gelernt habe, war es mir möglich diese Diplomarbeit zu schreiben. Wei‐<br />

terhin möchte ich Herrn Ralph Schildwächter danken, der mir vieles beigebracht hat und<br />

meine Kenntnisse in der computergestützten Planung förderte.<br />

Abschließend möchte ich allen Freunden und Bekannten danken, für jede Form der Hilfe die<br />

ich durch sie in den Jahren meines Studiums erfahren durfte. Danke an alle.


Inhaltsverzeichnis<br />

1. Einleitung 2<br />

1.1 Einordnung des Themas 2<br />

1.2 Anlass und Motivation 2<br />

1.3 Ziele der Arbeit 4<br />

1.4 Methodik und Aufbau der Arbeit 5<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 7<br />

2.1 Entwicklung der 3D‐Stadtmodelle 7<br />

2.2 Visualisierungstechniken 14<br />

2.2.1 Halbinteraktive Viewer 14<br />

2.2.2 Virtuelle Globen 16<br />

2.2.3 3D‐Stadtmodelle in VRML 19<br />

2.2.4 Digitale Stadtmodelle aus der Unterhaltungsindustrie 20<br />

2.2.5 Engine‐basierte 3D‐Stadtmodelle 25<br />

2.2.6 Interaktive 3D‐Stadtmodelle in der Planung 27<br />

2.3 Zwischenfazit 30<br />

3. Historische Stadtmodelle 31<br />

3.1 Analoge Stadtmodelle 31<br />

3.2 Bestehende historische 3D‐Stadtmodelle 35<br />

3.3 Bedeutung für die Planung 41<br />

3.4 Zwischenfazit 43<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 44<br />

4.1 Reeller Anlass 44<br />

4.2 Arbeitsablauf 45<br />

4.3 Geschichte der Stadt 46<br />

4.4 Datengrundlagen allgemein 60<br />

4.5 Datengrundlagen <strong>Kaiserslautern</strong> 61<br />

4.6 Zwischenfazit und Festlegung des LOD 70<br />

4.7 Erstellung des 3D‐Stadtmodells 72<br />

4.8 Inhalte und technische Möglichkeiten 95<br />

4.9 Einsatzfelder und Weiterbearbeitung 96<br />

5. Fazit und Ausblick 99<br />

5.1 Probleme und Hindernisse 99<br />

5.2 Entwicklung und offene Fragen 106<br />

5.3 Zusammenfassung 111<br />

6. Anhang 114<br />

6.1 Glossar 114<br />

6.2 Abbildungsverzeichnis 117<br />

6.3 Literaturverzeichnis 120


3D‐City‐Models in Time<br />

Erstellung und Nutzen von 3D‐Stadtmodellen mit zusätzlichen Zeitdimensio‐<br />

nen für die Planung am Beispiel des Stadtkerns von <strong>Kaiserslautern</strong>


2 1. Einleitung<br />

1. Einleitung<br />

1.1 Einordnung des Themas<br />

3D‐Stadtmodelle haben in den letzten Jahren eine Entwicklung vom belächelten Prototypen<br />

zum funktionalen Instrument der Planung vollzogen. Ihr Einsatzfeld ist gewachsen, und die<br />

technischen Möglichkeiten vergrößern ihr Potential immer mehr. In den verschiedensten<br />

Bereichen <strong>werden</strong> mit Hilfe des Computers unterschiedlichste Modelle erstellt, die es dem<br />

Nutzer ermöglichen, eine virtuelle Realität zu erleben und für den Menschen unzugängliche<br />

Blickwinkel und Sichtweisen einzunehmen. Weiterhin sind 3D‐Stadtmodelle durch ihr digita‐<br />

les Wesen ein praktikables Instrument, um Daten mit einer hohen Diversität zusammenzu‐<br />

führen und übersichtlich, mit einem Mehrwert darzustellen. Das bedeutet, dass komplexe<br />

Daten durch fortschrittliche Visualisierung besser erfasst, verarbeitet und zu Informationen<br />

umgewandelt <strong>werden</strong> können. Im Bezug auf die Planung bedeutet dies, dass verschiedene<br />

Aspekte wie gestalterische Belange, technische Probleme oder Öffentlichkeitsbeteiligung in<br />

einem interaktiven und erlebbaren Modell <strong>werden</strong> zu einer projektunterstützenden Anwen‐<br />

dung zusammengeführt.<br />

Konkret stellen 3D‐Stadtmodelle bis jetzt vor allem im Bereich der Planungsvisualisierung,<br />

der Öffentlichkeitsbeteiligung in der Planung und der Vermarktung von Planungen ein neues<br />

Instrument dar. Dieses erfährt eine wachsende Verbreitung und Bedeutung. Das heißt, 3D‐<br />

Stadtmodelle haben elementare Bereiche der Planung erschlossen und stellen eine Alterna‐<br />

tive zu haptischen Modellen oder zweidimensionalen analogen Plänen dar. Die Einsatzfelder<br />

und der Mehrwert eines solchen Modells sind aber nicht auf die Planung beschränkt, son‐<br />

dern erschließen auch neue Formen der Präsentation für Kommunen. Im Sinne von Stadt‐<br />

marketing und Imagebildung von Städten können diese Modelle auch im touristischen Be‐<br />

reich einen wertvollen Beitrag leisten. Städte können sich digital aus den verschiedensten<br />

Blickwinkeln präsentieren und dem Adressaten Informationen vermitteln, die der Stadt und<br />

dem Adressaten nutzen.


1.2 Anlass und Motivation<br />

1. Einleitung 3<br />

Die Entwicklung der Computertechnologie seit den 1990er‐Jahren hat zu einer „Computeri‐<br />

sierung der Planung“ geführt. Vor allem die Bereiche Planvisualisierung und Öffentlichkeits‐<br />

arbeit waren seit Mitte der 1990er‐Jahre zunehmend betroffen. Erst in der Forschung, dann<br />

mit der Computerrevolution auch in der Praxis [vgl. ZEILE, 2004]. Ein Ergebnis sind 3D‐<br />

Stadtmodelle. Sie sind der Versuch von Planern und Entscheidungsträgern von Planungen,<br />

einen Raum realitätsnah oder auch gewollt abstrahiert digital abzubilden und im Sinne einer<br />

Analyse oder als Ergebnis darzustellen und erfahrbar zu machen. Die Methoden, Techniken<br />

und Wege, die dabei verwendet wurden, waren zahlreich und mehr oder weniger von Erfolg<br />

gekrönt. Verschiedene Dinge sind aber weitgehend gleich geblieben: die Absicht, die Model‐<br />

le in einem immer höheren Detailgrad zu fertigen und sie in der Gegenwart oder in der Zu‐<br />

kunft, also einer Planung, anzusiedeln. Das heißt, man hat versucht, die momentane oder<br />

eine zukünftige Realität zu modellieren. Die zukünftige Realität in einem Modell wird von<br />

Parametern bestimmt, die der Planer prognostiziert oder festgelegt. Kurz: Es <strong>werden</strong> Dinge<br />

visualisiert, die nicht oder nur teilweise vorhanden sind. Das macht das Potenzial von 3D‐<br />

Stadtmodellen besteht darin, nicht existente Dinge in der Gegenwart zu visualisieren und<br />

erlebbar zu machen. Doch das Potential ist weit größer, denn nur wenige Beispiele haben<br />

dieses Instrument 3D‐Stadtmodelle in die Vergangenheit gerichtet, haben in 3D‐<br />

Stadtmodellen historische Daten visualisiert. Die technischen Möglichkeiten befähigen heute<br />

zu einer Rekonstruktion der Vergangenheit einer Stadt, eines Stadtteils und damit zur Visua‐<br />

lisierung von bedeutsamem Kulturgut, was erstens gesetzlich abwägungsrelevant ist und<br />

zweitens für die Öffentlichkeit von großem Interesse ist.<br />

Die Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> befindet sich zum Zeitpunkt der Diplomarbeit im politischen und<br />

planerischen Diskurs über eine planerische Neugestaltung des stark historisch geprägten<br />

Stadtkerns und eine Aufwertung der historischen Bausubstanz. Weiterhin soll durch eine<br />

solche Aufwertung das touristische Potential des Stadtkerns verbessert <strong>werden</strong>. Die Stadt<br />

<strong>Kaiserslautern</strong> verfügt bereits über 3D‐Daten des zu beplanenden Areals sowie über ein 3D‐<br />

Stadtmodell. Das sich daraus ergebende Potential eines digitalen historischen Stadtmodells<br />

ist sehr groß, bringt jedoch auch große technische, methodische und projektbedingte<br />

Schwierigkeiten mit sich.


4 1. Einleitung<br />

1.3 Ziele der Arbeit<br />

Ausgehend vom konkreten Beispiel der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> soll aufbauend auf den theoreti‐<br />

schen Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle ein detailiertes 3D‐Stadtmodell des Stadtkerns von<br />

<strong>Kaiserslautern</strong> erstellt <strong>werden</strong>. Dieses Modell soll zudem mehrere Zeitdimensionen haben,<br />

d.h. das Areal des Stadtkerns soll zu verschiedenen Zeitpunkten der Geschichte visualisiert<br />

<strong>werden</strong>, die entweder aus historischer oder planerischer Sicht bedeutsam sind. Um einen<br />

Rahmen für den Arbeitsaufwand zu schaffen, wird die Anzahl der Visualisierungszeitpunkte<br />

im Vorfeld auf drei begrenzt. Weiterhin soll das Modell einen hohen Detaillierungsgrad be‐<br />

sitzen, der den momentanen Stand der Technik auf diesem Gebiet widerspiegelt. Zudem soll<br />

das Modell eine Basis für mögliche Erweiterungen darstellen und Metadaten mit Informatio‐<br />

nen beinhalten. Letztere sollen als Beispiel für ein mögliches Touristeninformationssystem<br />

dienen.<br />

Die Arbeit befasst sich mit den bestehenden und neuen Techniken zur Erstellung dreidimen‐<br />

sionaler Stadtmodelle sowie den gängigen Datengrundlagen. Neben diesem Themenfeld<br />

sollen mögliche Softwarelösungen, welche für die Erstellung in Frage kommen, untersucht<br />

<strong>werden</strong>. Es soll die Machbarkeit solcher Modelle eruiert <strong>werden</strong> sowie ihr Nutzen für die<br />

Planung. Dabei stellt sich die Frage der Effizienz im Rahmen einer Einbindung in die Pla‐<br />

nungsprozesse: Kann ein solches Modell den Planungsprozess unterstützen, und welches<br />

Aufwand‐/Nutzen‐Verhältnis stellt sich dabei ein? Welchen Nutzen kann ein solches Modell<br />

in einer möglichen Öffentlichkeitsbeteiligung haben? Welche Akzeptanz hat ein solches Mo‐<br />

dell bei Planern, Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit?<br />

Diese Fragen sollen bei der Erstellung des Modells beantwortet <strong>werden</strong> und den Fertigungs‐<br />

prozess begleiten.<br />

Bei der Erstellung sollen möglichst aktuelle Technologien und Techniken eingesetzt <strong>werden</strong>,<br />

welche den momentanen Stand der Technik widerspiegeln und gleichzeitig einen nachvoll‐<br />

ziehbaren und effizienten Workflow garantieren. Daneben soll das Modell daraufhin abzie‐<br />

len, im Hinblick auf multiple Einsatzfelder Anwendungsmöglichkeiten einen möglichst hohen<br />

Mehrwert [vgl. ZEILE, 2004] zu bieten. Neben der Erstellung des Modells bildet die finale<br />

Visualisierung, also die Zusammenführung der Modelle in eine interaktive Anwendung, einen<br />

wichtigen Bestandteil der Arbeit. Dabei liegt das Hauptaugenmerk darauf, das Modell einem<br />

breiten Publikum mit einer hohen Darstellungsqualität in Bezug auf die Darstellungsperfor‐<br />

mance verfügbar zu machen, ohne die Editierbarkeit einzuschränken.<br />

Ein weiterer Teil der Arbeit soll die Darstellung der technischen und thematischen Probleme<br />

bei der Erstellung eines historischen Stadtmodells sein, um zukünftige Projekte im Sinne der<br />

Forschung zu unterstützen und einen nachvollziehbaren Workflow aufzuzeigen. Daneben<br />

<strong>werden</strong> neue Technologien und Trends beleuchtet, die bestehende Probleme lösen oder<br />

auch verschlimmern.


1.4 Methodik und Aufbau der Arbeit<br />

Nachfolgend sollen die Methodik und der Aufbau der Arbeit beschrieben <strong>werden</strong>.<br />

1. Einleitung 5<br />

Aus der Zielsetzung ergibt sich die Unterteilung der Arbeit in einen theoretischen und einen<br />

praktischen Teil. Der theoretische Teil beschäftigt sich in der Einleitung mit Zielsetzung und<br />

Methodik. Es folgt eine analytische Bestandsaufnahme der Entwicklung der 3D‐<br />

Stadtmodelle. Anschließend wird auf verschiedene Visualisierungstechniken eingegangen,<br />

um einen Überblick zu geben über die technischen Möglichkeiten sowie deren Stärken und<br />

Schwächen.<br />

Nach diesem Grundlagenteil der Technik folgt ein Kapitel, welches sich mit dem Bezug histo‐<br />

rischer Stadtmodelle zur Planung beschäftigt. Dabei wird auf die Bedeutung der Historie ei‐<br />

nes Ortes, die Notwendigkeit von historischen Modellen und auf bestehende digitale histori‐<br />

sche Modelle eingegangen. Dieses Kapitel wird versuchen, die Verbindung zwischen Stadt‐<br />

baugeschichte, Planung und dem Einsatz von digitalen Stadtmodellen herzustellen.<br />

Man kann die drei ersten Teile der Theorie zu einem analytischen Theorieteil zusammenfas‐<br />

sen. Methodisch wird dabei auf Literatur‐ und Internetrecherche sowie die persönliche Er‐<br />

fahrung des Autors zurückgegriffen.<br />

Kapitel 4 nimmt direkten Bezug auf den praktischen Teil der Arbeit, also die Erstellung des<br />

interaktiven Stadtmodells mit historischen Inhalten. Er stellt die vorbereitenden Arbeits‐<br />

schritte und den eigentlichen Fertigungsablauf des Modells dar. Die vorbereitenden Arbeits‐<br />

schritte untersuchen den Status Quo des abzubildenden Ortes, dem Stadtkern von Kaisers‐<br />

lautern und dessen historische Entwicklung. Zunächst erfolgt eine genauere Schilderung der<br />

tatsächlichen Planungssituation des Stadtkerns, welche schon im Kapitel 1.2 erwähnt wurde.<br />

Im nachfolgenden Teil wird zusätzlich auf die Geschichte der Stadt eingegangen, da diese<br />

von großer Bedeutung für das Verständnis der Stadtentwicklung und der Bemessung der<br />

Bedeutung des Stadtkerns ist.<br />

Anschließend <strong>werden</strong> die vorhandenen Daten im Sinne einer bewertenden Datengrundla‐<br />

generfassung untersucht. Dieser Teil behandelt die Ausstattung der Stadt mit bestehenden<br />

analogen und digitalen Daten, welche für die Erstellung eines Stadtmodells in Frage kom‐<br />

men.<br />

Im folgenden Hauptteil wird dann die Erstellung des Stadtmodells dokumentiert und gleich‐<br />

zeitig auf Anforderungen desselben eingegangen. Danach <strong>werden</strong> die Inhalte des Modells<br />

und weitere technische Möglichkeiten in direktem Bezug auf das Modell untersucht.<br />

Den vierten Teil abschließend <strong>werden</strong> die möglichen Anwendungsfelder und die mögliche<br />

Entwicklung und Weiterbearbeitung des Stadtmodells diskutiert.<br />

Nach der Dokumentation des Erstellungsprozesses wird dieser im Sinne einer Evaluation<br />

kritisch hinterfragt und auf Probleme und Hindernisse eingegangen. Weiterhin sollen zukünf‐<br />

tige Entwicklungen und technische Innovationen sowie deren Auswirkung im thematischen<br />

Kontext der digitalen historischen Stadtmodelle diskutiert <strong>werden</strong>.


6 1. Einleitung<br />

Die folgende Abbildung visualisiert den Aufbau der Arbeit noch einmal um ein besseres Ver‐<br />

ständnis zu fördern:<br />

Einleitung<br />

Diagramm 1: Aufbau der Arbeit (eigene Darstellung)<br />

•Einordnung des Themas<br />

•Anlass und Motivation<br />

•Ziele der Arbeit<br />

•Methodik<br />

Grundlagen Teil 1<br />

3D‐Stadtmodelle allgemein<br />

•Entwicklung<br />

•Techniken<br />

•Beispiele<br />

Grundlagen Teil 2<br />

Historische Stadtmodelle<br />

•analoge Modelle<br />

•digitale historische Modelle<br />

•Bedeutung<br />

Modellerstellung<br />

•Anlass<br />

•Grundlagen<br />

•Erstellungsprozess<br />

•Einsatzfelder<br />

Fazit und Ausblick<br />

•Probleme<br />

•Entwicklung<br />

•Zusammenfassung


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

2.1 Entwicklung der 3D‐Stadtmodelle<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 7<br />

Der Begriff 3D‐Stadtmodelle setzt sich aus drei Teilen zusammen: erstens dem Kürzel 3D,<br />

welches die Eigenschaft der dreidimensionalen Geometrie eines solchen Modells verdeut‐<br />

licht, zweitens dem Teil „Stadt“, welcher Bezug nimmt auf den geografischen und themati‐<br />

schen Umriss des abzubildenden Objekts und drittens dem Teil „Modell“, welcher die Eigen‐<br />

schaft der Modellhaftigkeit des Objekts, welches abgebildet <strong>werden</strong> soll, hervorhebt. 3D‐<br />

Stadtmodelle stellen also eine dreidimensionale, modellhafte Abbildung des realen Raums<br />

einer Stadt dar. Das bedeutet, dass eigentlich auch haptische, handgefertigte Modelle aus<br />

Holz, Pappe etc. 3D‐Stadtmodelle gemäß dieser Definition wären. In der Regel meinen Ex‐<br />

perten heute damit aber ein digitales, also ein computergestützt erstelltes, 3D‐Modell der<br />

Realität, mit der geografischen und thematischen Abgrenzung zum Kontext einer Stadt, ei‐<br />

nes Stadtteils oder des Teils eines Quartiers hin. Wann die ersten digitalen 3D‐Stadtmodelle<br />

genau entstanden sind, ist unklar und bedarf einer eigenen Untersuchung, die hier nicht vor‐<br />

genommen <strong>werden</strong> soll. Genauer datierbar ist aber, wann die ersten interaktiven Echt‐<br />

zeit/Realtime‐Stadtmodelle aufkamen.<br />

Definition: Echtzeit‐/Realtimemodell (eigene Definition)<br />

Ein Echtzeitmodell ist ein interaktives Modell, in welchem der Benutzer aus der Ich‐<br />

Perspektive oder einer andern Perspektive eine dreidimensionale, virtuelles Abbild der Welt<br />

erleben kann, wobei der Computer die darzustellenden Daten des 3D‐Modells sowie die Be‐<br />

wegungen des Nutzers permanent in Echtzeit neu berechnet. Es <strong>werden</strong> also keine vorgefer‐<br />

tigten Bildsequenzen verwendet [vgl. www.techterms.com].<br />

Defintion: Rendern/Animationsfilm (eigene Definition)<br />

Die Produktion von vorgefertigten Bildsequenzen zu einem Animationsfilm nennt sich Ren‐<br />

dern. Dazu <strong>werden</strong> mit Hilfe von Computern und einer entsprechenden Software 3D‐<br />

Modelle zu Bildern umgerechnet. Durch aneinanderreihen der Einzelbilder entsteht eine<br />

Animation [vgl. www.itwissen.info].<br />

Während die wissenschaftliche Nutzung erst um den Jahrtausendwende begann, gab es in<br />

der Unterhaltungsindustrie schon wesentlich früher Modelle von Städten, die interaktiv er‐<br />

lebbar waren und Gebäudegeometrien mit Texturen darstellten Als Beispiele seien an dieser<br />

Stelle die Spiele „Need for Speed 2“ (Electronic Arts, 1997) und „Halflife“ (Valve, 1998) ge‐<br />

nannt, welche schon damals detaillierte Gebäudemodelle mit Texturen darstellen konnten.<br />

2002 wurde dann in einem Forschungsprojekt die Erstellung eines 3D‐Modells der histori‐<br />

schen Innenstadt von Bamberg angestoßen [vgl. POESCH, SCHILDWÄCHTER, ZEILE 2004]. Das<br />

Ergebnis war eines der ersten wissenschaftlichen 3D‐Stadtmodelle. Seither hat die Verbrei‐<br />

tung solcher Modelle stark zugenommen, und auch die Entwicklung der Technik hat die Mo‐<br />

delle dahin gehend verändert, dass sie immer detaillierter und realitätsnaher wirken [vgl.<br />

www.wapedia.mobi].


8 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 1: 3D‐Stadtmodell Bamberg in der Anwendung Quest3D (Schildwächter Ingenieure, 2005)<br />

Auch die Planung profitiert zunehmend von den 3D‐Stadtmodellen. Durch die dreidimensio‐<br />

nale Visualisierung von Planungen können Planer ihre Ideen Entscheidungsträgern und Be‐<br />

teiligten aus der Öffentlichkeit wesentlich besser kommunizieren. In solchen Modellen kön‐<br />

nen Gestaltungsvorschläge von Planungen besser vermittelt <strong>werden</strong>, da der Nutzer unge‐<br />

wöhnliche Perspektiven einnehmen kann sowie Planungsvarianten dynamisch miteinander<br />

vergleichen kann [STREICH, 1996 in ZEILE, 2004]. Weiterhin sind dadurch eine bessere Ver‐<br />

breitung und damit die Beteiligung eines wesentlich größeren Personenkreises im Rahmen<br />

der Planung möglich. Die Entwicklung von 3D‐Stadtmodellen geht mit dem Trend einer zu‐<br />

nehmenden Öffentlichkeitsbeteiligung in unterstützender Weise einher.<br />

3D‐Stadtmodelle können auf viele Weisen und aus unterschiedlichen Daten erstellt <strong>werden</strong>,<br />

wobei das Ergebnis folglich immer unterschiedliche Qualitäten bezüglich Detaillierung und<br />

Inhalt aufweist. Um eine qualitative Unterscheidung zu ermöglichen, ist es in der Praxis üb‐<br />

lich, verschiedene Detaillierungsstufen zu definieren, sog. Level of Detail (kurz LOD). Die LOD<br />

beginnen meist bei LOD 0 oder LOD1 mit einem sehr geringen Detaillierungsgrad und wer‐<br />

den dann bis LOD 4 oder LOD 5 immer komplexer. Diese Einteilung hat verschiedene Urs‐<br />

prünge und Gründe, welche ZEILE [2004] dezidiert untersucht hat. Zum einen hat die LOD‐<br />

Diskussion ihre Anfänge in der digitalen Visualisierung, wird aber auch von der 3D‐


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 9<br />

Stadtmodell‐Thematik völlig losgelöst verwendet, z.B. bei der Erstellung digitaler dreidimen‐<br />

sionaler Modelle im Bereich der Medizin (MRT, 3D‐Modellbildung aus Bildfolgen).<br />

Abbildung 2: 3D‐Modell eines Mäuseherzen, erstellt aus MRT‐Bildern (eigene Darstellung)<br />

Die Unterteilung in LOD hat einen sehr pragmatischen Hintergrund: die Reduzierung der Da‐<br />

tenmenge. Dies passiert meist aus zwei Gründen, erstens die absichtliche Abstraktion durch<br />

Reduzierung der Daten, um eine Analyse zu erleichtern, oder die Reduzierung der Daten um<br />

die technischen Kapazitäten des Computers nicht überzustrapazieren. Die Einteilung der LOD<br />

ist stark diskutiert und variiert deshalb oft. Verschiedene Institutionen, welche an Standards<br />

für die Fertigung von 3D‐Stadtmodellen arbeiten, legen diese LOD oft fest (z.B. die SIG 3D).<br />

Vor dem Hintergrund der genannten Diskussion soll an dieser Stelle die LOD‐Unterteilung<br />

von ZEILE [2004] in angepasster Weise übernommen <strong>werden</strong>, da sie sich in der Fachwelt<br />

häufig, aber nur leicht abgewandelt wiederfindet.<br />

Auflistung LOD:<br />

LOD‐0: Ein LOD‐0 Modell besitzt meist nur ein Geländemodell (DGM) und einige wenige,<br />

stark vereinfachte Geometriekörper von sog. Landmarks (Landmarken wie z.B. Kirchen, Bur‐<br />

gen oder andere wichtige Bauten). Ein anderer häufig verwendeter Ausdruck für solche Bau‐<br />

ten ist der der „Points of Interest“. Die Punktgenauigkeit in Lage und Höhe liegt über 5m.<br />

ZEILE [2004] spricht von einem Regionalmodell.


10 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 3: LOD‐0‐Modell am Beispiel des DGM <strong>Kaiserslautern</strong> (eigene Darstellung)<br />

LOD‐1: LOD‐1 meint ein 3D‐Modell, welches ein detailliertes oder auch abstrahiertes Gelän‐<br />

demodell (DGM) besitzt, das durch stark vereinfachte Gebäudekörper (Kubaturen), meist nur<br />

2,5 D Geometrien (also in die Höhe extrudierte Flächen), ergänzt wird. Auch die Genauigkeit<br />

steht hierbei im Hintergrund und variiert um den Wert 5m in Lage und Höhe. Trotzdem be‐<br />

sitzt ein solches Modell einen analytischen Mehrwert, z.B. für Planer, um Räume abzugren‐<br />

zen oder die Höhenstaffelung eines Raumes zu untersuchen. Man könnte auch von einem<br />

„digitalen 3D‐Schwarzplan der Gebäudestruktur“ sprechen. ZEILE [2004] spricht von einem<br />

Stadt/Standortmodell.<br />

Abbildung 4: Beispiel für ein LOD‐1‐Modell (eigene Darstellung)


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 11<br />

LOD‐2: Ein LOD 2‐Modell ist nach ZEILE [2004] ein Stadt/Regionalmodell mit Gebäudegeo‐<br />

metrien inklusive Dachformen und optionaler Texturierung. Die Gebäudegeometrien sind oft<br />

generalisiert, und die Punktgenauigkeit liegt über 1‐2 m. Ein solcher LOD eignet sich gut, um<br />

ein großflächiges Stadtmodell herzustellen, das in seinem Umfang eine ganze Stadt abbilden<br />

kann. Solche Modelle mit einfacher Geometrie und Texturierung kommen oft in sog. Virtual<br />

Globes zum Einsatz, wo die Detaillierung gering gehalten <strong>werden</strong> muss.<br />

Abbildung 5: LOD‐2‐Modell der <strong>Universität</strong> <strong>Kaiserslautern</strong> in Google Earth (eigene Darstellung)


12 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

LOD‐3: Das LOD‐3‐Modell unterscheidet sich vom LOD‐2‐Modell insofern, als die Gebäude‐<br />

und DGM‐Geometrien noch detailreicher sind. Die Punktgenauigkeit liegt bei max. 0,5 m und<br />

sollte jeglicher Generalisierung entbehren. Zu DGM und Gebäuden kommen häufig auch<br />

schon Vegetationselemente und Raummöbel (wie Sitzbänke, Laternen etc.) hinzu. ZEILE<br />

[2004] spricht von ausdifferenzierten Architekturmodellen.<br />

Abbildung 6: LOD‐3‐Modell der Stadt Bamberg in Google Earth (eigene Darstellung)


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 13<br />

LOD‐4: Unter LOD‐4 versteht man im Allgemeinen ein hochdetailliertes Architekturmodell<br />

für die Visualisierung von Innenräumen. Die Punktgenauigkeit liegt dabei bei max. 0,2m. Neu<br />

in diesem Detaillierungsgrad ist die geometrische Ausformung von, über die normale Ge‐<br />

bäudegeometrie auskragenden Elementen wie Gauben, Gesims, Ornamenten etc. sowie<br />

Gebäudeöffnungen (Fenster und Türen). Dieser LOD kommt meist bei Architekturvisualisie‐<br />

rungen und 3D‐Modellen für den Animationsprozess (zur Erstellung von Animationsfilmen)<br />

zum Einsatz.<br />

Die starke Zunahme der Leistung der heutigen Computer und leistungsfähige Schnittstellen<br />

haben es aber mittlerweile ermöglicht, diesen LOD in 3D‐Stadtmodellen umzusetzen, ohne<br />

Leistungseinbußen zu produzieren (siehe Kap. 2.2.4).<br />

Abbildung 7: LOD‐4‐Modell der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> (eigene Darstellung)<br />

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal bei 3D‐Stadtmodellen ist die Präsentationsform als<br />

gerenderter Animationsfilm oder als interaktives Echtzeit‐/Realtime‐Modell. Zusätzlich un‐<br />

terschiedet man webbasierte (im Internet lauffähige) oder „Stand Alone“ (Einzelplatzcompu‐<br />

ter) 3D‐Stadtmodelle. Auf Unterschiede wie LOD und Präsentationsmethoden soll im folgen‐<br />

den Kapitel 2.2 genauer eingegangen <strong>werden</strong>.


14 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

2.2 Visualisierungstechniken<br />

Im folgenden Kapitel <strong>werden</strong> die bestehenden Visualisierungs‐ und Präsentationstechniken<br />

für 3D‐Stadtmodelle untersucht und gegeneinander abgegrenzt. Weiterhin <strong>werden</strong> ihr Nut‐<br />

zen für die Planung und ihr Stand in der Praxis im Kontext von 3D‐Stadtmodellen hinterfragt.<br />

2.2.1 Halbinteraktive Viewer<br />

Halbinteraktive Viewer sind im Gegensatz zu vollinteraktiven Echtzeitmodellen Modelle, die<br />

zwar die Realität, im Sinne eines 3D‐Stadtmodells abzubilden vermögen, aber keine 3D‐<br />

Daten darstellen und nur bedingte Interaktivität bieten. Ein frühes Beispiel hierfür sind die<br />

sog. „Quicktime VR“‐Anwendungen. Dabei <strong>werden</strong> mehrere Panoramabilder (Fotografien) zu<br />

einem „Rundumbild“ (360 Grad) zusammengerechnet (Fachwort: „gestitcht“) und sind dann<br />

interaktiv navigierbar und erlebbar. Die Technologie wurde bis heute stark verbessert und<br />

ermöglicht mittlerweile kleine interaktive Welten, in denen der Nutzer mehrere hinterei‐<br />

nandergeschaltete Räume durchqueren kann und dabei in die 360 Grad‐Bilder hinein zoo‐<br />

men kann oder über sog. Metatags (kleine Infopunkte, die bei Aktivierung vorher gespei‐<br />

cherte Infos darstellen) in den Szenen Infos abfragen kann. Die Darstellungsqualität kann,<br />

abhängig von Bild‐ und „Stitchqualität“, sehr hoch sein und bildet die Realität absolut detail‐<br />

getreu ab. Dennoch hat sich diese Darstellungsform nicht in der Planung, im Kontext der 3D‐<br />

Stadtmodelle, durchgesetzt, da vor allem keine eigenen 3D‐Daten integriert und nur vorge‐<br />

fertigte Perspektiven eingenommen <strong>werden</strong> können. Allerdings stellt diese Technik ein prak‐<br />

tisches Instrument im Sinne einer Bestandsaufnahme dar, z.B. wenn über große Entfernun‐<br />

gen hinweg geplant wird oder als Kommunikationswerkzeug, bei dem über die Metatags in<br />

den Szenen von verschiedenen Bearbeitern Anmerkungen gemacht <strong>werden</strong>.<br />

Eine Abwandlung dieser Technik stellt gerenderte (also vorgefertigte) Animationssequenzen<br />

aus 3D‐Daten in sehr hoher Qualität zu halbinteraktiven Räumen zusammen. Der Unter‐<br />

schied liegt aber hauptsächlich in der Erhebung der Bilddaten.<br />

Abbildung 8: Beispiel für ein Quicktime VR (Virtualdenmark, 2009)


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 15<br />

Eine sehr interessante und zukunftsträchtige Entwicklung stellen die Innovationen der Mic‐<br />

rosoft Live Labs dar. Das Projekt „Photosynth“ ist in der Lage große Mengen an Bildern zu<br />

einer dreidimensionalen Szene zusammenzustellen. Die Anwendung referenziert (Fachwort:<br />

„verortet“) die einzelnen Bilder über einen komplizierten Algorithmus über die Perspektive,<br />

in der sie aufgenommen wurden, und ordnet ihnen eine Position im Raum zu. Das Ergebnis<br />

ist eine dreidimensionale „Bildwolke“, in der man interaktiv navigieren kann und sich auf<br />

einzelne Objekte hinzubewegen kann.<br />

Abbildung 9: Screenshot der Anwendung Photosynth (Kawatan, 2009)<br />

Ein weiteres Novum ist die Ankündigung, dass die Anwendung mit seiner Weiterentwicklung<br />

in der Lage sein soll, aus diesen „Bildwolken“ Geometriedaten zu erzeugen<br />

[www.microsoft.com]. Hypothetisch würde das für die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen be‐<br />

deuten, dass keine komplexen Verfahren wie Stereoskopie (Erklärung siehe Glossar) oder<br />

Laserscanning (Erklärung siehe Glossar) mehr notwendig wären, um genaue Gebäudegeo‐<br />

metrien zu erstellen. Stattdessen würde es genügen, eine Menge an Bildern von dem abzu‐<br />

bildenden Raum zu machen. Im Vergleich zu bisherigen Verfahren würden die Kosten und<br />

der Aufwand für die Erstellung von solchen Modellen drastisch sinken.<br />

Bisher ist allerdings nur die Anwendung zur Erstellung von erlebbaren Bildwolken verfügbar.


16 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

2.2.2 Virtuelle Globen<br />

Das Jahr 2004 brachte mit den Anwendungen „Google Earth“ und „NASA World Wind“ die<br />

ersten virtuellen Globen auf den Markt. Aufgrund der ernormen Menge an Satellitenbildern<br />

und sonstigen Geodaten, über welche das kommerzielle Unternehmen Google und die staat‐<br />

lich geförderte Institution NASA verfügen konnten [vgl. Höffken, 2007], war es fortan mög‐<br />

lich, über die beiden Anwendungen nahezu jeden Punkt auf der Erde aus der Vogelperspek‐<br />

tive zu betrachten. Damit wurde ein Hype in der Internetgemeinschaft ausgelöst, der bis<br />

heute anhält. Später wurde auch vom bekannten Softwarehersteller Microsoft mit „Virtual<br />

Earth“ ein äquivalentes Produkt veröffentlicht.<br />

Abbildung 10: Screenshot der Anwendung Google Earth (Newsnetz‐blog, 2009)<br />

Ein virtueller Globus ist nach EXNER [2009] ein „interaktiver Globus, der seinen Datenbesatz<br />

über das Internet aktualisieren kann … und stellt eine Weiterentwicklung der Web‐Map‐<br />

Services (Erklärung siehe Glossar) dar.“ Er besteht aus Geo‐Datensätzen wie einem flächen‐<br />

deckenden Geländemodell, hochauflösenden Luft‐ und Satellitenbildern sowie einer großen<br />

Menge an Metadaten (wie Informationen zu Lokalitäten). Diese Daten <strong>werden</strong> mit einer<br />

interaktiven Steuerung kombiniert und ermöglichen so eine Navigation rund um den Globus.


Abbildung 11: Screenshot der Anwendung NASA World Wind (Tinypic, 2009)<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 17<br />

Auch die „Planerwelt“ wurde von diesem Hype erfasst, denn bis dato waren hochauflösende<br />

Luftbilder nur einem kleinen Kreis verfügbar und sehr teuer im Erwerb. Zusätzlich bestand<br />

die Möglichkeit über eine Modellierungssoftware, namens „@Last Sketchup“, 3D‐<br />

Gebäudekörper nach Google Earth zu exportieren. Zunächst noch ohne Texturen, aber dafür<br />

in großen Mengen. Das bedeutet, es war möglich, mit sehr geringem Aufwand einer großen<br />

Personenzahl ein 3D‐Stadtmodell zu präsentieren. Eine weitere Funktion, welche für die Pla‐<br />

ner sehr nützlich war [vgl. Höffken, 2007], war die sog. Overlay‐Funtkion, mit deren Hilfe<br />

man Bilder über das Satellitenbild, im Sinne einer zusätzlichen Ebene, legen konnte. Damit<br />

konnte man z.B. Flächennutzungspläne, Bebauungspläne, historische Karten und sonstiges<br />

Kartenmaterial in Google Earth einbauen und veröffentlichen. Dadurch wurde dem Planer<br />

von kommerzieller Seite, beabsichtigt oder unbeabsichtigt, ein kostenloses Werkzeug an die<br />

Hand gegeben, das ihm erstens die Bestandsaufnahme erleichterte, und eine kostengünstige<br />

Plattform zur Präsentation seiner Planung war.<br />

Mit der Version 4 von Google Earth war es fortan möglich, auch texturierte Modelle über das<br />

mittlerweile von Google aufgekaufte [www.tuaw.com] und kostenlose Programm Sketchup<br />

nach Google Earth zu exportieren. Google Earth wurde zur ersten kostenlosen Plattform für<br />

3D‐Stadtmodelle und hatte zudem noch GIS‐Funktionen (meint die Funktionen eines Geo‐<br />

grafischen Informationssystems, siehe Glossar). Die Möglichkeiten über den Nutzen von<br />

Google Earth und virtuellen Globen für die Planung <strong>werden</strong> von EXNER [2009] ausführlich<br />

beschrieben. Zudem zeigt er dessen Qualitäten in der Öffentlichkeitsbeteiligung bei Planun‐<br />

gen auf und geht auf die Unterschiede zwischen den verfügbaren virtuellen Globen ein.


18 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 12: Screenshot der Anwendung Microsoft Virtual Earth (Spatiallyadjusted, 2009)<br />

Für die Thematik der 3D‐Stadtmodelle stellen die virtuellen Globen, allen voran Google<br />

Earth, eine kostengünstige Plattform dar, um Echtzeitmodelle von Städten zu visualisieren.<br />

Viele deutsche Städte wie Hamburg, Berlin, München oder Bamberg besitzen detaillierte 3D‐<br />

Modelle ihrer Städte mit ergänzenden Gimmicks wie Suchfunktionen oder der Überblendung<br />

historischer Karten. In Bamberg wurde sogar ein Marathonlauf per GPS nach Google Earth<br />

übertragen und konnte dadurch live im 3D‐Stadtmodell im Internet verfolgt <strong>werden</strong>. Dies<br />

zeigt den großen Nutzen von 3D‐Stadtmodellen und virtuellen Globen außerhalb der Pla‐<br />

nungswelt sowie deren Mehrwert durch Akzeptanzsteigerung [vgl. EXNER, 2009] auf.<br />

Problematisch bei der Nutzung von virtuellen Globen für 3D‐Stadtmodelle ist aber weiterhin<br />

die Bandbreite des Internets, die Menge an zu visualisierenden Daten und die Stringenz, mit<br />

der Google die Bilddaten seiner Anwendung Google Earth schützt [www.netzwelt.de]. Auch<br />

nicht mehr aktuelle Luftbilder und wenig detaillierte Geländemodelle sind, für die intensive‐<br />

re Nutzung von virtuellen Globen für 3D‐Stadtmodelle ein Problem. Trotzdem ist es möglich,<br />

mit ihnen 3D‐Stadtmodelle mit relativ hoher Qualität zu realisieren.


2.2.3 3D‐Stadtmodelle in VRML<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 19<br />

Das Kürzel VRML (Virtual Reality Markup Language) steht für einen erstmals 1994 veröffent‐<br />

lichten Standard für die Visualisierung von 3D‐Daten in Webbrowsern. Damit konnten 3D‐<br />

Daten interaktiv in Browsern dargestellt <strong>werden</strong>. VRML stellt also neben den Visualisierun‐<br />

gen von Städten in Anwendungen der Unterhaltungsindustrie einen Meilenstein bei der Vi‐<br />

sualisierung von interaktiven 3D‐Stadtmodellen dar. VRML war sehr erfolgreich, und die<br />

zweite Version von VRML (VRML97) schaffte es sogar zum ISO‐Standard [www.citygml.org].<br />

VRML kann 3D‐Daten aus vielen 3D‐Modellierungsanwendungen über ein eigenes Daten‐<br />

format exportieren und ist dann mit Hilfe eines Browser‐Plug‐ins auf fast jedem Rechner<br />

darstellbar. Die Tatsache, dass VRML im Textformat gespeichert wird, macht es vor allem für<br />

die gemeinsame Nutzung mit GIS‐Programmen kompatibel. Ein weiterer Vorteil des Text‐<br />

formats ist die Möglichkeit, die Daten sehr stark zu komprimieren. Die Darstellungsqualität<br />

war für damalige Verhältnisse sehr hoch, und die Interaktivität, die in VRML‐Welten möglich<br />

war, machte es für den Nutzen mit kleinräumigen Stadtmodellen zur praktikablen Lösung.<br />

Solche Modelle konnten sogar halbautomatisch aus GIS‐Daten erstellt <strong>werden</strong> und verringer‐<br />

ten so den Erstellungsaufwand erheblich [vgl. www.supportgis.de]. Dieser Workflow zur Fer‐<br />

tigung von 3D‐Stadtmodellen ist bis heute verbreitet. VRML hingegen konnte sich nicht als<br />

3D‐Standard im Internet durchsetzen, und auch seine weitere Standardisierung wurde aus<br />

wirtschaftlichen Gründen nicht weitergeführt. Auch das Nachfolgerformat X3D erreichte die<br />

gewünschte Standardisierung nicht.<br />

Abbildung 13: VRML‐Modell der Stadt Philadelphia (Geosim, 2009)


20 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Für die Planung stellt VRML bis heute eine kostengünstige Methode zur Präsentation drei‐<br />

dimensionaler Daten dar. Die Gründe dafür liegen in seiner guten Kompatibilität mit vielen<br />

CAD‐Programmen und seiner einfachen Bedienung. Allerdings wird die Nutzerfreundlichkeit<br />

bis heute diskutiert. Ein größeres Problem im Hinblick auf die Visualisierung ganzer Städte<br />

sind seine Eigenschaft als Browser‐Plug‐in und die immer noch nicht ausreichende Bandbrei‐<br />

te des Internets. Die Probleme ähneln denen der Virtual Globes. Die Darstellung eines komp‐<br />

lett über das Internet gestreamten (Streaming (engl.) = das kontinuierliche Übertragen eines<br />

Datenstroms im Internet), volltexturierten 3D‐Stadtmodells (LOD 3) einer ganzen Stadt<br />

scheitert oft noch an Bandbreitenproblemen. Bei VRML kam ein weiteres Problem im Per‐<br />

formancebereich hinzu. Da die Beschreibungssprache VRML nur noch bedingt weiterentwi‐<br />

ckelt wurde, kann ihre Leistungsfähigkeit in den Punkten Darstellungsqualität und Ge‐<br />

schwindigkeit mit gängigen Techniken wie Virtual Globes oder sog. 3D‐Engine‐basierten<br />

Viewern (Erklärung siehe Kap. 2.2.5) nicht mithalten[vgl. www.htmlopen.de].<br />

2.2.4 Digitale Stadtmodelle aus der Unterhaltungsindustrie<br />

Die Erwähnung von fiktiven dreidimensionalen Stadtmodellen aus Computerspielen mag im<br />

Zusammenhang einer wissenschaftlichen Arbeit verwundern, stellt aber eine ernst zuneh‐<br />

mende Perspektive dar [vgl. POESCH, SCHILDWÄCHTER, ZEILE, 2004], die nicht ausgeschlos‐<br />

sen <strong>werden</strong> sollte. Die Unterhaltungsindustrie hat seit Bestehen der Computerindustrien<br />

viele Standards geschaffen und Methoden zur Darstellung von 3D‐Inhalten vorgegeben.<br />

Während die Planungswissenschaften nach Visualisierungslösungen suchten, ignorierten sie<br />

die bereits bestehenden Techniken aus der Unterhaltungsindustrie. Diese hatte bereits An‐<br />

fang der 1990er‐Jahre einen enormen Know‐how‐Vorsprung aufzuweisen und hat diesen im<br />

Bereich der Visualisierung von 3D‐Inhalten bis heute nicht verloren. Es wäre also vermessen,<br />

bestehende Kompetenz auf Grund von Vorurteilen zu ignorieren.<br />

Die Unterhaltungsindustrie, vertreten durch diverse Hersteller von Computerspielen, setzten<br />

schon Mitte der 1990er‐Jahre Meilensteine der Darstellungsqualität und Darstellungsper‐<br />

formance (Performance = „Flüssigkeit“ der Darstellung gemessen in Bildern pro Sekunde,<br />

siehe FPS). Dadurch dass die Unterhaltungsindustrie und die Industrie der Hardwareprodu‐<br />

zenten für Computer sich gegenseitig bedingten und kooperierten, wurden auf die Hardware<br />

zugeschnittene Anwendungen entwickelt. Auch die Hersteller von 3D‐Modellierungs‐<br />

Software richteten sich nach den Wünschen und Vorgaben der Unterhaltungsindustrie aus.<br />

Die Gründe dafür lagen schlichtweg im finanziellen Volumen des Endverbrauchermarktes der<br />

Unterhaltungsindustrie[ vgl. www.cbc.ca].<br />

Bereits Ende des letzten Jahrtausends konnten in Computerspielen sehr große Areale von<br />

stadtähnlichen Strukturen in sehr hoher Qualität (etwa LOD 3) dargestellt <strong>werden</strong>. Beispiele<br />

hierfür sind die schon erwähnten Spiele „Need for Speed 2“ und „Halflife“. Der Trend setzte


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 21<br />

sich fort. Immer wieder wurden Computerspieletitel veröffentlicht, welche neue Maßstäbe<br />

für die Darstellungsqualität und das Volumen der dargestellten Inhalte setzten.<br />

Der 2001 veröffentlichte Titel „GTA 3“ des Herstellers Rockstar Games stellte mit der Hard‐<br />

wareausstattung einer einfachen Spielekonsole eine ganze Stadt am heimischen Fernseh‐<br />

bildschirm dar. Auch die Qualität der Gebäudegeometrien, Texturen und die Geschwindig‐<br />

keit stellten alle vergleichbaren Versuche der Planungs‐ und Geowissenschaften in den<br />

Schatten. Eine ganze Stadt war problemlos interaktiv erlebbar.<br />

Abbildung 14: Szene aus dem Computerspiel GTA 3 (Rockstar Games, 2002)<br />

Heute 2009 ist der Fotorealismus in Computerspielen schon weitgehend erreicht. Für den<br />

2008 publizierten Titel „GTA 4“ des oben erwähnten Herstellers wurde von den Entwicklern<br />

der Innenstadtbereich der Metropole New York detailliert nachgebaut [www.gtavision.com].<br />

Der äquivalente LOD in der Planerwelt wäre etwa LOD 5, da sogar Innenräume, Seitenstra‐<br />

ßen und kleinste Straßenmöbel visualisiert wurden. Diese Qualität und die Performance ha‐<br />

ben ihren Preis und sind für die Erstellung durch und für planende Kommunen durchweg<br />

indiskutabel. Während die Erstellung von „GTA 3“ noch 1 Million Dollar kostete, stellte der<br />

Hersteller mit den Entwicklungskosten für „GTA 4“, in Höhe von 100 Millionen Dollar einen<br />

ungebrochenen Rekord auf [www.play3.de].


22 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 15: Szene aus dem Computerspiel GTA 4 (eigene Darstellung)<br />

Im Kontext der Erstellung von 3D‐Stadtmodellen können aus den Beobachtungen und Erfah‐<br />

rungen mit solchen Computerspielen aber mehrere wichtige Schlussfolgerungen gezogen<br />

<strong>werden</strong>:<br />

1. Die von den Computerspielen verwendete Methode zur Erstellung und Darstellung<br />

von 3D‐Geometrien ist auf Grund ihrer Ausrichtung des Erstellungsworkflows auf die<br />

Hardware wesentlich effektiver im Hinblick auf Qualität und Performance.<br />

2. Ein hoher LOD verbessert die Modellakzeptanz und den Wiedererkennungsfaktor<br />

3. Der LOD der Computerspiele ist mit den Mitteln einer Kommune oder eines Pla‐<br />

nungsbüros in der Fläche einer ganzen Stadt nicht erreichbar.<br />

4. Die Technik und das Know‐how zur Erstellung und Darstellung äquivalenter Modelle<br />

sind weit verbreitet und öffentlich verfügbar.<br />

Im Sinne einer Optimierungsaufgabe, lag es also nahe, die vorhandenen Methoden zur Ers‐<br />

tellung von 3D‐Stadtmodellen zu überdenken und die Workflows und Techniken der Spiele‐<br />

hersteller schrittweise zu adaptieren [vgl. ZEILE, 2004].<br />

Mit der Zielsetzung, ein 3D‐Stadtmodells für die komplette historische Innenstadt der Stadt<br />

Bamberg zu erstellen, wurde 2003 vom Lehrgebiet Computergestützte Planungs‐ und Ent‐<br />

wurfsmethoden (CPE) zusammen mit der Kommune Bamberg ein Kooperationsprojekt ini‐<br />

tiiert, welches sich im Nachhinein als Best Practice erwies. ZEILE [2004] dokumentiert dieses<br />

Projekt ausführlich. Nach einer detaillierten Bestandsaufnahme wurden zahlreiche Software‐<br />

lösungen untersucht, mit dem Ergebnis, dass sog. Game‐Engines die beste Lösung zur Dar‐<br />

stellung eines Datensatzes mit den Ausmaßen einer Stadt und einem hohen LOD (damals<br />

LOD 3) sind.


Abbildung 16: Screenshot des Editors der Unreal‐2‐Engine (eigene Darstellung)<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 23<br />

Definition: Game Engines<br />

Game‐Engines sind der programmiertechnische Kern eines Computerspiels und koordinieren<br />

den Datenaustausch zwischen Anwendung und Grafikhardware. Sie entscheiden über Dar‐<br />

stellungsqualität und Performance eines 3D‐Modells in einer Anwendung<br />

[www.wapedia.mobi]. Zusammen mit den Schnittstellen (z.B. DirectX oder OpenGL) steuern<br />

sie das Verhalten der Grafikkarte eines Computers.<br />

Im Projekt Bamberg 3D setzte man zunächst auf eine kommerzielle Game‐Engine (Unreal 2<br />

Engine, Hersteller Epic Games, 2003), welche man aber aufgrund der enormen Kosten von<br />

etwa 800.000 Dollar wieder verwarf. Anschließend setzte man das 3D‐Stadtmodell mit einer<br />

Open‐Source‐Engine (Irrlicht Engine, 2004) um. Das Ergebnis war in Qualität und Performan‐<br />

ce richtungsweisend und eröffnete eine Diskussion über die Entwicklung von 3D‐<br />

Stadtmodellen in der Planung. Bis heute wurden zahlreiche 3D‐Stadtmodelle mit dieser<br />

Technik umgesetzt.


24 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 17: Screenshot des 3D‐Stadtmodells Bamberg in der Irrlicht‐Engine (eigene Darstellung)<br />

Die Adaption von Know‐how aus der Unterhaltungsindustrie hat sich also als Meilenstein für<br />

die Entwicklung der 3D‐Stadtmodelle erwiesen und prägt diese bis heute. Das beste Beispiel<br />

für diese Vorgehensweise war die Tatsache, dass die Darstellungs‐Engine und das Datenfor‐<br />

mat des Virtual Globes Google Earth dieselben sind wie die der neuesten Generation der<br />

Sony Playstation Spielekonsole (PS3) [vgl. www.kronos.org und www.google.com].<br />

So groß die Vorteile der Verwendung von Game‐Engines für 3D‐Stadtmodelle auch sind, so<br />

stehen ihrer problemlosen Weiterentwicklung zum Standard mehrere Nachteile entgegen.<br />

Der Workflow zu einem 3D‐Stadtmodell unter Verwendung von Game‐Engines ist zwar in<br />

sich konsistent und effizient, benötigt aber viel Spezialwissen, welches eigentlich das Stu‐<br />

dium mehrerer Berufe erfordert: das des Geoinformatikers oder Programmierers, das des<br />

CG‐Artists oder 3D‐Modellierers und das des Raumplaners. Dieses Spezialwissen kann vom<br />

normalen Raumplaner, der mit einem kleinen Mitarbeiterstab ein interaktives 3D‐<br />

Stadtmodell einer Stadt erstellen soll, nicht erbracht oder verlangt <strong>werden</strong>. In der Folge<br />

entwickelten sich zahlreiche Planungsbüros, welche sich auf die Erstellung solcher Modelle<br />

spezialisiert haben und einen neuen Markt erschlossen haben, da die Kommunen die Erstel‐<br />

lung oft auslagern. Zusätzlich benötigt es eine Vielzahl an teurer Spezial‐Software, teilweise<br />

mehrere tausend Euro in der Anschaffung, und leistungsfähiger Hardware. Letzteres Argu‐<br />

ment ist in den letzten Jahren durch die Entwicklung des Hardwaremarktes abgeschwächt<br />

worden.


2.2.5 Engine‐basierte 3D‐Stadtmodelle<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 25<br />

Neben der Unterhaltungsindustrie verfolgten auch kommerzielle Anbieter von CAD und GIS‐<br />

Software den Weg, 3D‐Stadtmodelle mit Hilfe von sog. Engines zu visualisieren. Da die zu‐<br />

grunde liegende Technik dieser Engines, eine Programmierung über Sprachen wie C++, kein<br />

Geheimnis war, wurden eigene Engines programmiert. Nach dem Prinzip „der Bessere ge‐<br />

winnt“ gab es etwa seit dem Jahr 2000 eine Hand voll Anbieter, die in der Lage waren, über<br />

eigene Engines 3D‐Modelle darzustellen. Diese kamen hauptsächlich aus dem Bereich der<br />

Geoinformatik. Beispiele hierfür waren der „Cybercity Modeller“ der Firma Cybercity Sys‐<br />

tems oder „Terrain View“ der Firma Viewtec. Ein weiteres aktuelles Produkt stellt der<br />

„Landxplorer“ der Firma Autodesk dar.<br />

Abbildung 18: 3D‐Stadtmodell im Cybercity‐Modeller (Earsel, 2009)<br />

Alle Produkte basieren mehr oder weniger auf einer 3D‐Engine und können 3D‐Stadtmodelle<br />

inklusive Texturen darstellen. Die Produkte waren auf den Endverbraucher, oft Kommunen<br />

und Stadtplanungsämter, zugeschnitten, meist aber enorm teuer. Allein die Anwendung zum<br />

„anschauen“ (Fachwort: Viewer) der 3D‐Modelle, der sog. Viewer, kostete bis zu 10000 Euro<br />

pro Computer. Die Verbreitung war deshalb nicht sehr groß. Die Qualität und Performance<br />

der Anwendungen war hingegen relativ hoch. Die Größe der 3D‐Stadtmodelle, welche dar‐<br />

stellbar waren, war enorm hoch und konnte sogar mit „Stadtmodellen“ aus der Unterhal‐<br />

tungsindustrie mithalten. Auch die Funktionsvielfalt war durch starke Spezialisierung der<br />

Softwarepakete groß. Neben integrierten GIS‐Funktionen und Mess‐Werkzeugen war vor<br />

allem die Kompatibilität mit branchenspezifischen Datenformaten wie CityGML etc. von gro‐<br />

ßer Bedeutung für den Endanwender. Zudem konnten bestimmte Arbeitsschritte wie die<br />

Erstellung oder Texturierung von Gebäuden teilweise sogar halb automatisch durchgeführt<br />

<strong>werden</strong>.


26 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Abbildung 19: 3D‐Stadtmodell in der Anwendung Terrain View (Viewtec Inc., 2009)<br />

Viele dieser Anwendungen kombinierten Funktionen zur Erstellung und Darstellung in einem<br />

Programm und sind auf großflächige 3D‐Stadtmodelle im LOD 2‐3 ausgerichtet.<br />

Trotz des hohen Funktionsumfangs blieb vor allem die Generierung von Stadtmodellen im<br />

LOD 3, also mit Texturen, in weiten Teilen Handarbeit und somit zeit‐ und kostenintensiv. Ein<br />

weiterer Nachteil dieser Anwendungen zur Visualisierung von 3D‐Stadtmodellen war, dass<br />

sie oft nur Daten importieren konnten und ihr Workflow eine „Einbahnstraße“ darstellte. Für<br />

die dynamische Aktualisierung eines Stadtmodells ist ein wiederholbarer und richtungs‐<br />

unabhängiger Workflow unentbehrlich [vgl. ZEILE, 2004]. Diese Anforderung können viele<br />

3D‐Engine‐basierte Anwendungen nicht erfüllen.<br />

Zusammenfassend stellen Engine‐basierte Anwendungen eine Mehrheit auf dem Markt der<br />

3D‐Stadtmodelle dar und sind wegen ihres Funktionsumfangs und ihrer Qualität ein für den<br />

Planer praktikables aber teures Werkzeug zur Planungsvisualisierung und Öffentlichkeitsbe‐<br />

teiligung.


2.2.6 interaktive 3D‐Stadtmodelle in der Planung<br />

2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 27<br />

Der momentane Stand der Technik und der Forschung hat 3D‐Stadtmodelle aus dem Ver‐<br />

suchsstadium in den Planungsalltag verschoben. Es gibt zahlreiche Beispiele, bei denen 3D‐<br />

Stadtmodelle in der eigentlichen Planung, im Abwägungsprozess oder in der Öffentlichkeits‐<br />

beteiligung eingesetzt wurden. Mit Hilfe mehrerer Beispiele soll im Folgenden ihr Nutzen für<br />

die Planung verdeutlicht <strong>werden</strong>.<br />

Beispiel 1: Der Bau eines modernen Hotels im historischen Stadtkern von Bamberg (Bayern)<br />

2006 war der Planungsalltag des Stadtplanungsamtes der Stadt Bamberg von einem Projekt<br />

geprägt, das in der Öffentlichkeit und in der Politik heftig diskutiert wurde. Es ging um den<br />

Neubau eines Hotels im Stadtkern von Bamberg. Problematisch dabei war, dass ein Großteil<br />

der Stadt Bamberg den Status eines Weltkulturerbes inne hat. Die Beeinträchtigung des his‐<br />

torischen Stadtbilds und die „Einfügeproblematik“ (Vgl. §34 Abs. 1 Satz 1 BauGB) des neuen<br />

Baukörpers in die bestehende Bebauung waren in diesem Fall erhebliche Abwägungspunkte.<br />

Während ein herkömmliches haptisches Modell der verschiedenen Entwürfe nur einen klei‐<br />

nen Personenkreis in die Lage einer objektiven Beurteilung versetzt hätte, konnte der Einsatz<br />

eines 3D‐Stadtmodells eine breitere öffentliche Beteiligung ermöglichen. Auch die Kommu‐<br />

nikation der planungsrelevanten Informationen konnte damit unter den Entscheidungsträ‐<br />

ger, welche ebenfalls keine planenden Experten sind, verbessert <strong>werden</strong>. Ein ähnlicher Ein‐<br />

satz eines 3D‐Stadtmodells erfolgte bei der Planung einer neuen Brücke im selben Planungs‐<br />

gebiet.<br />

Abbildung 20: Screenshot des 3D‐Stadtmodells Bamberg mit der Planungsvariante des neuen Baukörpers<br />

(Schildwächteringenieure, 2009)


28 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

Beispiel 2: Die Neugestaltung des Marktplatzes in Sindelfingen (Baden‐Württemberg)<br />

2009 wurde in der Stadt Sindelfingen die Neugestaltung des örtlichen Marktplatzes angest‐<br />

rebt. Problematisch in diesem Fall war die Platzgestaltung unter Berücksichtigung der nicht<br />

fest verortbaren Marktstände. Es ging um die Raumwirkung der Planung zu Markttagen und<br />

Tagen ohne Marktstände sowie den Platzbedarf der angrenzenden Gastronomie. Auch hier<br />

konnte ein 3D‐Stadtmodell mit mehreren Varianten des Planungsraumes unterstützend in<br />

den Planungsprozess integriert <strong>werden</strong>.<br />

Abbildung 21: interaktives 3D‐Stadtmodell der Stadt Sindelfingen (Schildwächter Ingenieure, 2009)


2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle 29<br />

Beispiel 3: Bau eines großen Einzelhandelszentrums und Wohnparks in Westport (Irland)<br />

In diesem Beispiel ging es um die öffentlichkeitswirksame Präsentation der Planung eines<br />

Einzelhandelsgroßprojekts mit angrenzendem Wohnquartier zur Akquirierung von Investo‐<br />

ren.<br />

Abbildung 22: Visualisierung des Einzelhandelsgroßprojekts in der Anwendung Quest3d (Schildwächter Ingenieure, 2008)<br />

Die genannten Beispiele zeigen mögliche Einsatzfelder von 3D‐Stadtmodellen in der Pla‐<br />

nungsrealität und ihre Vorteile wie Variantendarstellung, dynamische Untersuchung von<br />

Perspektiven oder moderne und öffentlichkeitswirksame Präsentation von Planungen.<br />

Trotzdem geht der flächendeckende Einsatz von 3D‐Stadtmodellen in Deutschland nur<br />

schleppend voran. Grund dafür ist die Vielzahl an unterschiedlichen Technologien und Ar‐<br />

beitsabläufen sowie an verfügbaren Softwarelösungen. Weiterhin ist die Informationssitua‐<br />

tion in Bezug auf 3D‐Stadtmodelle nicht optimal, und der Beigeschmack der exotischen<br />

Softwarelösung ist in vielen Stadtplanungsämtern immer noch gegeben.


30 2. Grundlagen der 3D‐Stadtmodelle<br />

2.3 Zwischenfazit<br />

Nach dieser Übersicht der momentan verfügbaren Visualisierungstechniken für 3D‐<br />

Stadtmodelle ist festzustellen, dass es keinen standardisierten Arbeitsablauf zur Erstellung<br />

oder zur Visualisierung gibt. Auf Grund der Vielzahl von Anwendungen, Datenformaten und<br />

Visualisierungstechnologien war dies vorhersehbar. Weiterhin kann es dafür auch keinen<br />

Standard geben, da es sich meist um Einzellösungen handelt, die individuell auf die Kommu‐<br />

nen zugeschnitten sind. Diese variieren in Größe, Anwendungszweck und Qualität. Zusätzlich<br />

spielt der Verbreitungsgrad (die Größe des adressierten Personenkreises) und der Bildungs‐<br />

grad der Adressaten (Experte, Laie, etc.) eine erhebliche Rolle.<br />

Nachdem nun eine Basis bezüglich der möglichen Darstellungstechniken gelegt wurde, soll<br />

im folgenden Kapitel der Fokus auf digitalen und analogen historischen Stadtmodellen lie‐<br />

gen. Bis jetzt wurden nur 3D‐Stadtmodelle mit einer Ausrichtung auf die Gegenwart oder die<br />

Zukunft betrachtet. Neben der Visualisierung von aktuellen Zuständen und zukünftigen Pla‐<br />

nungen spielt auch der Umgang mit historischer Bausubstanz eine in der Planung abwä‐<br />

gungsrelevante Rolle.


3. Historische Stadtmodelle<br />

3.1 analoge Stadtmodelle<br />

3. Historische Stadtmodelle 31<br />

Unter analogen Stadtmodellen versteht man eine verkleinerte Rekonstruktion einer Stadt<br />

aus Holz, Gips, Pappe oder anderen Materialien in einem festgelegten Maßstab. Sie visuali‐<br />

sieren und dokumentieren die Gestalt einer Stadt und dienen als Grundlage für die Präsenta‐<br />

tion bei städtebaulichen Wettbewerben. Dabei <strong>werden</strong> die Entwürfe der Wettbewerbsteil‐<br />

nehmer (z. B. das plastische Modell eines Gebäudes) in das Gesamtmodell eingesetzt. An‐<br />

schließend können sich Planer und Entscheidungsträger ein Bild von dessen Raumwirkung,<br />

Schattenwurf oder Integration in die bestehende Bebauung machen. Hier zeigt sich der ana‐<br />

lytische Nutzen von Stadtmodellen. Ähnlich wie das Architekturmodell stellt das städtebauli‐<br />

che Modell neben der zeichnerischen Darstellung (in Form eines Plans) einen integrierten<br />

Bestandteil des Entwurfsprozesses dar. Die maßstäbliche plastische Wiedergabe der Planung<br />

erhöht die Anschaulichkeit einer Planung bei Auftraggebern, Entscheidungsträgern und an‐<br />

deren Beteiligten.<br />

Abbildung 23: Beispiel für ein Architekurmodell (Wagnis, 2009)<br />

Analoge Modelle stellen den Vorgänger von digitalen Modellen dar und <strong>werden</strong> bis heute für<br />

die Visualisierung von Planungen eingesetzt. Der Modellbau ist bis heute wesentlicher Be‐<br />

standteil des Architekturstudiums. Die Erstellung ist eine eigene Kunst und im professionel‐<br />

len Bereich sehr teuer, da das gesamte Modell maßstäblich ist und handgefertigt wird. Der<br />

Preis für ein Modell von der Größe eines einzigen Katasterblattes im Maßstab 1:500 liegt für<br />

das Stadtmodell Regensburg bei etwa 90.000€ (erfragter Wert, [www.maxani.de]). Auch


32 3. Historische Stadtmodelle<br />

dauert die Erstellung dieser Modelle teilweise mehrere Jahre. Viele Städte stellen aufgrund<br />

der Kosten und der günstigeren digitalen Alternativen den Bau solcher Modelle ein.<br />

Abbildung 24: Beispiel für ein Stadtmodell (Wikipedia, 2009)<br />

Neben den Stadtmodellen, welche die Gegenwart bzw. jüngere Vergangenheit dokumentie‐<br />

ren, gibt es zahlreiche Modelle, die die Rekonstruktion historischer Bauten versuchen. Diese<br />

sind vor allem aus Museen und Ausstellungen bekannt und ermöglichen es dem Publikum,<br />

einen Eindruck von der historischen Situation eines Objektes zu gewinnen.<br />

Ein gutes Beispiel ist die analoge Rekonstruktion der Kaiserpfalz Ingelheim. Nach Jahren auf‐<br />

wendiger archäologischer Ausgrabungen wurden nach und nach verschiedene Modelle aus<br />

Gips angefertigt. Das Ergebnis ist eine Idealrekonstruktion der Kaiserpfalz.<br />

Die Datengrundlage für die Rekonstruktionen waren Rekonstruktionszeichnungen verschie‐<br />

dener Autoren und Zeiten. Heute wird in einer permanenten Ausstellung ein Modell aus<br />

Kunststoff ausgestellt, das kontinuierlich, entsprechend den Fortschritten bei der Ausgra‐<br />

bung, aktualisiert wird. Die Ausgrabungen und der Modellbau stellen einen fortwährenden<br />

Prozess dar, der bis heute andauert [www.kaiserpfalz‐ingelheim.de].


Abbildung 25: Modell der Kaiserpfalz Ingelheim (Google Inc., 2009)<br />

3. Historische Stadtmodelle 33<br />

Ein Beispiel für eine historische Rekonstruktion mit Bezug zur Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, ist das<br />

Modell des Casimirschlosses im Theodor‐Zink‐Museum in <strong>Kaiserslautern</strong>. Dort ist ebenfalls<br />

ein Stadtmodell von <strong>Kaiserslautern</strong> ausgestellt, welches die gesamte Stadt im Jahr 1623 dar‐<br />

stellt.<br />

Abbildung 26: Modell des Casimirschlosses im Theodor‐Zink‐Museum in Kaiserslauern (eigene Darstellung mit Genehmi‐<br />

gung des Theodor Zink Museum <strong>Kaiserslautern</strong>, 2009)


34 3. Historische Stadtmodelle<br />

Abbildung 27: Modell der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> um 1623 (eigene Darstellung mit Genehmigung des Theodor Zink Museum<br />

<strong>Kaiserslautern</strong>, 2009)<br />

Ein Nachteil solcher historischen Modelle ist, dass die Dimension vom Betrachter trotz be‐<br />

kanntem Maßstab schlecht einzuschätzen ist. Der abstrakte Maßstab in Form von Zahlen ist<br />

für Laien oft hinderlich, um sich ein anschauliches Bild von der Situation zu machen. Auch die<br />

gewählte Perspektive ist vorgegeben, und Aussagen über die Wirkung von Sichtlinien im<br />

Modell von verschiedenen Standpunkten aus sind schwer zu treffen.<br />

Im folgenden Kapitel sollen die digitalen Nachfolger der analogen historischen Modelle be‐<br />

handelt <strong>werden</strong> und anschließend ihre Bedeutung für die Planung hinterfragt <strong>werden</strong>.


3.2 bestehende digitale historische 3D‐Modelle<br />

3. Historische Stadtmodelle 35<br />

Um einen Bezug zum vorhergehenden Kapitel zu schaffen, soll zunächst das digitale 3D‐<br />

Modell der Kaiserpfalz Ingelheim vorgestellt <strong>werden</strong>. Anschließend <strong>werden</strong> noch andere<br />

Beispiele gebracht, bei denen es ebenfalls um historische Rekonstruktionen ging. Aufgrund<br />

der enormen Menge an vorhandenen Beispielen soll nachfolgend nur eine Auswahl aufge‐<br />

führt <strong>werden</strong>.<br />

Beispiel: Kaiserpfalz Ingelheim<br />

Von 2001 bis 2003 wurde in einer Projektkooperation zwischen dem Grabungsbüro der Kai‐<br />

serpfalz Ingelheim und der Archimedix GbR. (einem Büro für 3D‐Visualisierungen) die virtuel‐<br />

le Rekonstruktion der sog. „Aula regia“ (einem bedeutenden Teilbau der Kaiserpfalz) erarbei‐<br />

tet. Dies war wegen der hohen Datendichte, die durch zahlreiche Ausgrabungen und Unter‐<br />

suchungen gegeben war, ohne Probleme möglich. Das Ergebnis ist ein texturiertes 3D‐<br />

Modell, welches sich die Besucher der lokalen Ausstellung in Ingelheim entweder als Anima‐<br />

tionsfilm oder über ein Touristeninformationssystem anschauen können. Letzteres bietet zu<br />

verschiedenen Bereichen der 3D‐Rekonstruktion Informationen und zeigt sogar verschiede‐<br />

ne Rekonstruktionsvarianten an. Bei der Visualisierung der Rekonstruktionsdaten handelt es<br />

sich aber nur um einen gerenderten Animationsfilm und eine Vielzahl an gerenderten Bil‐<br />

dern. Eine Navigation im Modell ist daher nicht möglich. Trotzdem können die Besucher dar‐<br />

über zahlreiche Informationen über die Kaiserpfalz erhalten [www.kaiserpfalz‐ingelheim.de].<br />

Abbildung 28: gerendertes Bild der Rekonstruktion der „Aula regia“ in Ingelheim (Archimedix GbR, 2009)


36 3. Historische Stadtmodelle<br />

Beispiel: Kaiserpfalz <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Als Nächstes soll die Rekonstruktion der Kaiserpfalz in <strong>Kaiserslautern</strong> vorgestellt <strong>werden</strong>.<br />

2006 initiierte der Förderkreis zur Erhaltung der Kaiserpfalz <strong>Kaiserslautern</strong> e.V. die Erstellung<br />

einer DVD, auf der ein Informationsfilm für Touristen enthalten ist. Dieser Film zeigt eine<br />

sehr detaillierte Rekonstruktion der Kaiserpfalz und der städtebaulichen Situation, wie sie<br />

mit hoher Wahrscheinlichkeit 1160 n.Chr. aussah. Zusätzlich wurden Realfilmelemente in‐<br />

tegriert, in denen Schausteller eines Mittelaltervereins (die Legende e.V.) Szenen aus der<br />

damaligen Zeit am Hofe Kaiser Barbarossas nachstellen. Dadurch bekommt der Betrachter<br />

einen Einblick in den Alltag am Hof der Kaiserpfalz und eine ungefähre Vorstellung davon,<br />

wie dieser ausgesehen hat.<br />

Für die Erstellung wurde auf die Datenbestände der Stadt zurückgegriffen. In Zusammenar‐<br />

beit mit weiteren Experten wurde ein Rekonstruktionsversuch in ein 3D‐Modell umgesetzt.<br />

Es handelt sich um einen Rekonstruktionsversuch, da es sehr wenige historische Beweise<br />

gibt, die die Rekonstruktion bestätigen. Das Modell wurde dann in der Software 3D Studio<br />

Max texturiert, gerendert und in einen Animationsfilm integriert. Da es sich ebenfalls um<br />

einen Animationsfilm handelt, hat der Betrachter keine Möglichkeit, den vorgegebenen Pfad<br />

der Betrachterperspektive zu verlassen. Die dabei entstandenen Daten, insbesondere das<br />

3D‐Modell der Kaiserpfalz, wurden in dieser Arbeit für das 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

verwendet. Die Quelle für diese Informationen waren Telefonate mit dem Ersteller der 3D‐<br />

Daten, der Firma ReUnion‐Media.<br />

Abbildung 29: DVD‐Cover und Filmszene (Förderkreis zur Erhaltung der Kaiserpfalz <strong>Kaiserslautern</strong> e.V., 2006)


Beispiel: „Rome Reborn“ (Rom, Italien)<br />

3. Historische Stadtmodelle 37<br />

Das Projekt „Rome Reborn“ ist die Rekonstruktion und Visualisierung der Stadt Rom zum<br />

Zeitpunkt 320 n.Chr.. Seit dem Jahr 1997 haben mehrere <strong>Universität</strong>en und Institute aus den<br />

USA, Frankreich, Spanien, Kanada und Italien an einer Rekonstruktion des kompletten Stadt‐<br />

körpers der antiken Stadt Rom gearbeitet [www.romereborn.virginia.edu]. Das Ergebnis der<br />

Kooperation ist ein historisches 3D‐Stadtmodell mit riesigen Ausmaßen. Dieses kann im Vir‐<br />

tual Globe Google Earth nach Belieben erkundet <strong>werden</strong>. Die Geometrien und Texturen sind<br />

sehr detailliert und entsprechen einem LOD 3 im Kontext der 3D‐Stadtmodelle. Durch die<br />

Möglichkeiten von Google Earth können zusätzlich Metainformationen zu bestimmten Ge‐<br />

bäuden angefordert <strong>werden</strong>, die den Informationsgehalt für den Betrachter weiter erhöhen.<br />

Dieses Projekt wird auch heute noch weiter aktualisiert und verbessert. Es verkörpert nach<br />

dem Wissensstand des Autors die bislang größte digitale historische Rekonstruktion einer<br />

Stadt.<br />

Abbildung 30: Anwendung Google Earth mit Inhalten von „Rome Reborn“ (Futura‐Sciences, 2009)


38 3. Historische Stadtmodelle<br />

Beispiel: Inuyama Castle (Inuyama, Japan)<br />

Das Projekt „Inuyama Castle“ stellt eine sehr detaillierte Rekonstruktion in einer 3D‐Engine‐<br />

basierten Anwendung dar. Der Umfang der integrierten Inhalte ist extrem groß. Dabei wird<br />

zum einen die Burg Inuyama inklusive der gleichnamigen Stadt und ihrer Umgebung visuali‐<br />

siert, zum anderen <strong>werden</strong> zahlreiche Informationen über die Konstruktion der Gebäude<br />

sowie deren Bedeutung angezeigt. Die 1537 erbaute Burg gilt als eines der wichtigsten Na‐<br />

tionaldenkmäler Japans [www.wikipedia.de]. Die Darstellungsqualität liegt in der Echtzeitvi‐<br />

sualisierung bei einem LOD zwischen 3 und 4. Neben der manuellen Einstellung der Tageszeit<br />

und der Beleuchtung gibt es zahlreiche Menüs und Unterpunkte mit additiven Informationen<br />

und Überblendungsfunktionen. Der Hersteller des Modells ist Cadcenter Corporation. Eine<br />

genaue Recherche über den Erstellungsprozess oder Erstellungsaufwand war aufgrund der<br />

Sprachbarriere, nicht möglich, da sowohl die Anwendung als auch der Internetauftritt des<br />

Herstellers nur in Japanisch dargestellt <strong>werden</strong>.<br />

Abbildung 31: 3D‐Visualisierung der Burg Inuyama (Cadcenter Corporation, 2007)


Beispiel: Machu Picchu<br />

3. Historische Stadtmodelle 39<br />

Das Modell von Machu Picchu, welches die gut erhaltene Bergstadt der Inka im heutigen<br />

Peru zeigt, stammt von Pavel Kornev. Auch hier war eine Recherche bezüglich Erstellungs‐<br />

technik und Aufwand des Projektes aufgrund der Sprachbarriere nicht möglich.<br />

Das Modell wird ebenfalls mithilfe der Anwendung Quest 3D dargestellt und besitzt einen<br />

LOD 3 bis 4.<br />

Abbildung 32: 3D‐Visualisierung der Inkastadt Machu Picchu (Pavel Kornev, 2007)<br />

Die gezeigten Beispiele für bestehende digitale 3D‐Modelle zeigen teilweise eindrucksvoll,<br />

mit welcher Qualität und welchem Umfang historische Daten visualisiert <strong>werden</strong> können.<br />

Daneben ist fast immer eine Ausrichtung auf Dokumentation und Information festzustellen.<br />

Es bleibt festzustellen, dass digitale Rekonstruktionsmethoden und deren Visualisierung kei‐<br />

ne exotischen Einzelfälle sind, sondern sehr zahlreich vorkommen. Die historischen 3D‐<br />

Modelle haben sowohl einen wissenschaftlichen wie auch einen informativen Hintergrund.<br />

Wichtig zu erwähnen ist in diesem Kontext aber auch, dass die Erstellung solcher Modelle<br />

einen enormen finanziellen als auch personellen Aufwand bedeutet. Das Beispiel von „Rome<br />

Reborn“ zeigt dies sehr deutlich. Auf der Internetseite des Projekts sind allein 64 direkte Mi‐<br />

tarbeiter des Projekts aufgelistet. Insgesamt sind ein halbes Dutzend <strong>Universität</strong>en und ein<br />

Dutzend Institute aus Forschung und Wirtschaft beteiligt gewesen. Das Projekt begann 1997,<br />

und 2007 wurde veröffentlicht [www.romereborn.virginia.edu]. Durch diese Informationen<br />

ist eine ungefähre Vorstellung bezüglich der Kosten dieses Modells möglich. Dem enormen<br />

Aufwand zum Trotz sind der wissenschaftliche Wert und der Nutzen für die Allgemeinheit<br />

ebenfalls sehr hoch. Letzterer lässt sich aber nur schwer quantifizieren.<br />

Die Bedeutung solcher Projekte und deren Inhalte, nämlich die digitale Visualisierung von<br />

historischen Daten, soll im folgenden Kapitel behandelt <strong>werden</strong>. Besondere Aufmerksamkeit<br />

soll dabei der Bedeutung für die Planung zukommen.


40 3. Historische Stadtmodelle<br />

3.3 Bedeutung für die Planung<br />

Im folgenden Kapitel soll die Bedeutung von digitalen historischen Stadtmodellen für die<br />

Planung diskutiert <strong>werden</strong>. Die Bedeutung von 3D‐Stadtmodellen im Allgemeinen ist zum<br />

Beispiel von ZEILE [2004] und KIRMSE [2006] ausführlich beschrieben worden und zeigt vor<br />

allem den Nutzen zur reinen Planungsvisualisierung, zur Öffentlichkeitsbeteiligung sowie für<br />

eine Bandbreite an Analyseanwendungen (z. B. Hochwassersimulation) auf. Die Diskussion<br />

über den Nutzen von historischen 3D‐Stadtmodellen für die Planung erfordert eine Ausei‐<br />

nandersetzung mit der Abwägungsrelevanz von Stadtbaugeschichte, Stadtgestalt, histori‐<br />

schen Kulturgütern sowie den Belangen der Denkmalpflege in der Planung.<br />

Ein Auszug aus dem BauGB gibt dazu Aufschluss:<br />

1. „Sie sollen dazu beitragen, …, die städtebauliche Gestalt und das Orts‐ und Land‐<br />

schaftsbild baukulturell zu erhalten und zu entwickeln.“ [§1 Abs. 5 BauGB]<br />

2. „Zu berücksichtigen sind … die Erhaltung, Erneuerung, Fortentwicklung, Anpassung<br />

und der Umbau vorhandener Ortsteile.“ [§1 Abs. 6 Nr.4 BauGB]<br />

3. „Zu berücksichtigen sind … die Belange der Baukultur, des Denkmalschutzes und der<br />

Denkmalpflege, die erhaltenswerten Ortsteile, Straßen und Plätze von geschichtli‐<br />

cher, künstlerischer oder städtebaulicher Bedeutung und die Gestaltung des Orts‐<br />

und Landschaftsbildes.“ [§ 1 Abs. 6 Nr.5 BauGB]<br />

Daraus ergibt sich für die Planung: Bei der Entwicklung, Erhaltung oder dem Rückbau von<br />

Flächen, die die obigen Paragrafen berühren, sind deren Belange im Planungsprozess abwä‐<br />

gungsrelevant. Ein Einsatz von historischen Modellen kann dabei die gesamte Bandbreite<br />

von möglichen Fällen unterstützen: die Erhaltung, die Entwicklung und die Anpassung von<br />

umgebender Bebauung.<br />

Bei der Erhaltung von historischer Substanz kann ein solches Modell zum einen die Akzep‐<br />

tanz in der Bevölkerung durch die Schaffung eines kollektiven Bewusstseins dafür [TRIEB,<br />

1988] steigern. Zum anderen können über das Modell erhaltende Maßnahmen anschaulich<br />

kommuniziert <strong>werden</strong>.<br />

Bei der Entwicklung von historischer Substanz kann das Modell, das beispielsweise den Ur‐<br />

zustand eines Ortes anzeigt, diesen in einer Planung den Beteiligten kommunizieren und<br />

möglichen Fehlentwicklungen vorbeugen. Insgesamt würde die Entwicklungsplanung eines<br />

Ortes durch die genaue Kenntnis seiner Vergangenheit optimiert.<br />

Bei der Anpassung von neuer Bebauung an historische Bausubstanz kann, wie im Kap. 2.2.5<br />

Beispiel 1 (Modernes Hotel in Bamberg) beschrieben, das historische Modell als zusätzlicher<br />

Maßstab eingesetzt <strong>werden</strong>. Mit einem Variantenmodell kann eine Diskussion über Pro und


3. Historische Stadtmodelle 41<br />

Kontra einer Planung sinnvoll unterstützt <strong>werden</strong>. Auch in diesem Fall wäre eine Optimie‐<br />

rung des Planungsergebnisses die Folge.<br />

Einbindung der Bevölkerung<br />

Die Einbindung der Bevölkerung in den Umgang mit historischer Bausubstanz stellt aufgrund<br />

von starken Disparitäten bezüglich des Informationsstandes ein Problem dar. Allerdings darf<br />

nicht vergessen <strong>werden</strong>, dass eben diese Bevölkerung das kollektive historische Bewusstsein<br />

einer Stadt verkörpert [KRAUSE, 1982]. In diesem Zusammenhang spielen folgende Fragen<br />

eine bedeutende Rolle: „Woher komme ich? Wo befinde ich mich? Wozu gehöre ich?“<br />

KRAUSE [1982] postuliert weiter: „Eine Stadt ohne Erinnerungswert ist eine tote Stadt, so<br />

tot, wie ein Mensch sein kann, der sein Erinnerungsvermögen verloren hat.“ [KRAUSE, 1982]<br />

Aus dieser Überlegung heraus bekommt die Erhaltung des sog. Geschichtswertes eines Ortes<br />

eine völlig neue Bedeutung. Neben dem Geschichtswert eines Ortes gibt es nach KRAUSE<br />

[1982] noch den Gestaltwert und den Gebrauchswert eines Ortes. Wichtig ist aber, dass der<br />

Geschichtswert eines Ortes gesichert <strong>werden</strong> kann, indem historische Qualitäten eines Ortes<br />

für die Bevölkerung ablesbar gemacht <strong>werden</strong>.<br />

Das heißt z. B. für das Beispiel des Stadtkerns von <strong>Kaiserslautern</strong>, dass die Bedeutung der<br />

Überreste der Kaiserpfalz und des Casimirschlosses für die Bevölkerung sichtbar gemacht<br />

wird. Die Stadt und der Verein zur Erhaltung der Kaiserpfalz e.V. haben dazu verschiedene<br />

Ansätze verwirklicht: z. B. die farbliche Aufpflasterung der Mauerlinien der alten Kaiserpfalz<br />

oder das Aufstellen von Bronzemodellen. In diesem Zusammenhang ist ein digitales histori‐<br />

sches 3D‐Stadtmodell eine neue Qualität dieser „Sichtbarmachung“ von gemeinsamer Ge‐<br />

schichte.<br />

Entscheidungsträger<br />

Der Entscheidungsträger in diesem Gedankengang ist der gewählte Vertreter der Stadtbe‐<br />

völkerung, ein Mitglied des Stadtrats. In der Regel ist dieser kein Experte in Belangen der<br />

Stadtgestaltplanung, der Denkmalpflege oder der Stadtbaugeschichte. Deshalb stellt insbe‐<br />

sondere für die Entscheidungsträger der Einsatz solcher Modelle eine Verbesserung des Wis‐<br />

sensstands dar. Zum Beispiel bei der Stadtgetaltplanung oder, wie in Kap. 1.2 beschrieben,<br />

bei der Neuplanung des historischen Areals im Stadtkern ist dieses „Mehrwissen“ ein plane‐<br />

rischer Vorteil. „Nur ein ausreichender Wissensstand von Geschichte kann die Stadtgestalt<br />

begreiflich und verständlich machen.“[TRIEB, 1988]<br />

Bei der Gestaltung des Stadtbildes <strong>werden</strong> die Entscheidungsträger immer wieder vor eine<br />

Doppelfrage gestellt: „Wie kann man das Ortsbild in seinen unersetzlichen historischen Tei‐<br />

len erhalten? Und Wie kann man das Ortsbild in seinen ersetzbaren Teilen neu gestalten?“<br />

[TRIEB, 1988]<br />

Die Verwendung eines digitalen historischen 3D‐Stadtmodells stellt für die Entscheidungs‐<br />

träger, wie schon erwähnt, einen Wissensvorsprung dar, der letztendlich der Bevölkerung<br />

zugutekommt.


42 3. Historische Stadtmodelle<br />

Bisher war ein Urteil darüber, ob eine Veränderung oder ein Zustand der lokalen Historie<br />

angemessen oder zuwider erscheint, den Denkmalschützern aus den entsprechenden Äm‐<br />

tern sowie Experten vorbehalten. Durch genannte historische Modelle sind Laien zwar im‐<br />

mer noch nicht in der Lage zu entscheiden, wie mit historischer Substanz umzugehen ist,<br />

aber sie können die Entscheidungen besser verstehen und nachvollziehen. Hinzu kommt,<br />

dass die Einbindung der Öffentlichkeit in diese Prozesse dadurch leichter und Entscheidun‐<br />

gen besser kommunizierbar <strong>werden</strong> [vgl. ZEILE, 2004].<br />

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Erstellung und der Einsatz von digitalen<br />

historischen Modellen in der Planung alles andere als nutzlos sind. Sie stellen eine wertvolle<br />

Bereicherung der Wissensbasis aller Beteiligten dar. Da sie den Planungsprozess optimieren,<br />

<strong>werden</strong> auch die Kosten zu ihrer Erstellung relativiert. Abschließend soll ein Verweis auf die<br />

Verantwortung der Planung gegenüber der Allgemeinheit in Bezug auf die kulturellen, histo‐<br />

rischen Güter einer Stadt gegeben <strong>werden</strong> [Vgl. §1 Abs. 5 BauGB]


3.4 Zwischenfazit<br />

3. Historische Stadtmodelle 43<br />

Im abgeschlossenen Kapitel wurde die Herangehensweise an das Hauptthema, die Erstellung<br />

von digitalen historischen 3D‐Stadtmodellen, geschildert. Dabei wurden auf analoge Modelle<br />

und die Bedeutung von Geschichte für die Planung eingegangen. Es sollen zwei Fakten fest‐<br />

gehalten <strong>werden</strong>. Zum einen ist eine Erstellung von digitalen historischen Modellen möglich,<br />

und zum anderen ist diese aus der Sicht der Planung sinnvoll und hilfreich.<br />

Nach der Erarbeitung der Grundlagen der Visualisierung von 3D‐Stadtmodellen im Allgemei‐<br />

nen sowie der Grundlagen über historischen Modelle und ihrem Nutzen soll im nachfolgen‐<br />

den Hauptkapitel nun der praktische Teil, die Erstellung des digitalen historischen 3D‐<br />

Stadtmodells <strong>Kaiserslautern</strong>, erfolgen.


44 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4. 3D Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4.1 Reeller Anlass<br />

Nach der Diskussion über die Bedeutung von digitalen historischen Modellen im Allgemeinen<br />

soll im folgenden Hauptteil zu Beginn der reelle Anlass zur Erstellung eines 3D‐Stadtmodells<br />

dargelegt <strong>werden</strong>.<br />

Die Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> verfügt über einen Stadtkern, der starke historische und städtebau‐<br />

liche Bedeutung für die Stadt und seine Umgebung hat. Wie im Kapitel 1.2 schon erwähnt,<br />

plant die Stadt, den Bereich um das heutige Rathaus, speziell den Rathausvorplatz, die Um‐<br />

gebung der bestehenden Ruinen sowie den Bereich um den Casimirsaal, neu zu gestalten.<br />

Seine historische Bedeutung soll stärker hervorgehoben und seine Einbindung in das beste‐<br />

hende Tourismuskonzept soll durch die Neuplanung verbessert <strong>werden</strong>.<br />

Die Überlegungen gehen dabei von einem Nachbau des Casimirschlosses über die Restaura‐<br />

tion bestehender Denkmäler bis zur völligen Neugestaltung der stark durch Autoverkehr<br />

geprägten Verkehrssituation. Forciert wird die Idee vom amtierenden Oberbürgermeister Dr.<br />

Klaus Weichel und dem Förderkreis zur Erhaltung der Kaiserpfalz e. V.. Die Zustimmung<br />

durch den Stadtrat ist vorhanden, und erste Planungen sind bereits durch ein Architekturbü‐<br />

ro durchgeführt worden. Letzteres hatte schon eine touristische Erschließung eines unterir‐<br />

dischen Gangsystems, welches sich unter dem Casimirsaal erstreckt, geplant und umgesetzt<br />

[Rheinpfalz, 2009].<br />

Abbildung 33: Zeitungsartikel aus der Rheinpfalz (Medien Union GmbH, 2009)


4.2 Arbeeitsablauf<br />

In dieseen<br />

Planungssprozess<br />

solll<br />

nun exemmplarisch<br />

ein n detaillierttes<br />

Stadtmoodell<br />

integri iert wer‐<br />

den, welches<br />

ersttens<br />

den aaktuellen<br />

PPlanungspro<br />

ozess unterrstützen<br />

kaann,<br />

zweite ens eine<br />

Grundlaage<br />

für ein ggesamtstäddtisches<br />

3D‐ ‐Stadtmode ell sein soll und drittenns<br />

eine Basis<br />

für ein<br />

touristissches<br />

Informmationssysttem<br />

rund umm<br />

die historische<br />

Bedeeutung<br />

des SStadtkerns<br />

bietet.<br />

Das nacchfolgende<br />

Organigrammm<br />

zeigt annschaulich<br />

den Arbeitssablauf<br />

(Woorkflow)<br />

zu ur Erstel‐<br />

lung dess<br />

3D‐Stadtmmodells<br />

Kaisserslautern:<br />

Bewert tung aktueller DDaten<br />

Geommetrieerstellunng<br />

TTexturerstellungg<br />

Organisation<br />

der Geeometrie<br />

Vegetatio on<br />

Datenoptimie erung<br />

aktuelle a Daten<br />

Diagrammm<br />

2: Arbeitsablaauf<br />

(eigene Darrstellung)<br />

Bestanndsaufnahmme<br />

Teil 1<br />

Geeschichte<br />

der Sttadt<br />

Bestanndsaufnahmme<br />

Teil 2<br />

Bewwertung<br />

der DDaten<br />

Fesstlegung<br />

des LOD<br />

Erstellung des<br />

3D‐Stadtmmodells<br />

Teil 1<br />

Erstellung des<br />

3D‐Stadtmmodells<br />

Teil 2<br />

Lightmapping g<br />

Erstellung des<br />

3D‐Stadtmmodells<br />

Teil 3<br />

AAnwendungslog<br />

gik<br />

Publizieerung<br />

als Anwwendung<br />

4. 3D‐Stadtmodeell<br />

<strong>Kaiserslautern</strong><br />

historische Daaten<br />

Beweertung<br />

historiscche<br />

Daten<br />

Texturierung<br />

DDatenexport<br />

Integration<br />

der Metadaaten<br />

45


46 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4.3 Geschichte der Stadt<br />

<strong>Kaiserslautern</strong> kann als Stadt mit umliegendem Kreis auf eine sehr lange Historie als Sied‐<br />

lungsgebiet zurückblicken. Sie wurde mehrfach zerstört und wieder aufgebaut. Daher wurde<br />

das Stadtbild des Öfteren völlig neu gestaltet. Teilweise sind aber noch Strukturen im Stadt‐<br />

bild zu erkennen, die die Stadt in frühester Zeit geprägt haben.<br />

Der Stadtkern, der im Praxisteil der Arbeit umgesetzt wurde, hat eine einzigartige Geschichte<br />

und hat im Laufe der Zeit zahlreiche Wandlungen durchlaufen. Um diese zu verstehen und<br />

um die verschiedenen Zeitpunkte der Teilmodelle zu begreifen, soll im Folgenden ein kurzer<br />

Abriss der Stadtgeschichte vorgenommen <strong>werden</strong>. Die Bedeutung, die eine ausführliche<br />

Analyse der Geschichte hat, wurde bereits im Kapitel 3.3 von TRIEB [1988] geschildert. Die<br />

nachfolgende Chronologie erhebt trotzdem keinen Anspruch auf Vollständigkeit und wurde<br />

entlang der beiden Bücher zur Stadtgeschichte von <strong>Kaiserslautern</strong> von FRIEDEL [1995] entwi‐<br />

ckelt.<br />

Abbildung 34: Zeichnung mit Wohnspeicherhäusern (Friedel, 1995)<br />

Erste Siedlungen bis 830 n.Chr.<br />

Der heutige Stadtkern liegt in einer geologischen Senke, dem „Kaiserslauterer Becken“, auf<br />

236m über NN. In diese Senke läuft der Bach Lauter aus dem südöstlich angrenzenden Pfäl‐<br />

zer Wald kommend. Der Bach fließt von Osten nach Westen durch die Senke hindurch. Das<br />

Stadtgebiet war damals geprägt von Sumpflandschaft und sich dazwischen erhebenden In‐<br />

seln aus Sandstein. Die Vegetation bestand wahrscheinlich aus Laubwald und Feuchtwiesen,<br />

dies lässt sich zumindest aus den vorhandenen Bodenverhältnissen schließen. Durch Funde<br />

im nördlichen Bereich des Kaiserslauterer Raumes bei Eulenbis wurde belegt, dass schon der<br />

Neanderthaler diese Gegend bewohnt hat. Weitere Funde im heutigen Ortsteil Kaiserslau‐<br />

tern Dansenberg bestätigen <strong>Kaiserslautern</strong> als Siedlungsgebiet bis ins Jahr 30000 v.Chr. Die<br />

nächste nachgewiesene Kultur, die Bandkeramiker, siedelten im Bereich des heutigen Ra‐<br />

thauses bis zum Rittersberg. Weiterhin ist bekannt, dass entlang der West‐Ost‐Achse der<br />

Stadt ähnlich der heutigen Autobahn eine sehr alte Völkerstraße verlief. Belege dafür sind<br />

z.B. die im Stadtgebiet und der Umgebung gefundenen „Menhire“, keltische Hinkelsteine.<br />

Bis ins fünfte Jahrhundert v. Chr. sind durch zahlreiche weitere Funde Siedlungsaktivitäten<br />

nachgewiesen. Die Zeit zwischen 500 v.Chr. und etwa 300 n. Chr. ist hingegen nur durch un‐<br />

genaue Überlieferungen und Sagen belegt. Allerdings wurden bei Ausgrabungen im Bereich<br />

der Stiftskirche römische Münzen gefunden, die eine spätrömische Ansiedlung in Kaiserslau‐


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 47<br />

tern bestätigen. Ähnliches berichtet eine spätmittelalterliche Chronik. Es soll sich um ein<br />

römisches Kastell gehandelt haben, das bei der Völkerwanderung um 440 n. Chr. von den<br />

Hunnen zerstört wurde. In der Zeit der Merowinger und des aufkommenden Reisekönigstum<br />

wurde um etwa das 6. Jh. n.Chr. der Königshof, also eine Pfalz, neu gegründet. Dabei gab es<br />

zwei Bereiche, die durch Gräberfunde die fränkische Siedlung verortbar machen: Zum einen<br />

gab es eine erste Burganlage im Bereich des heutigen Rathauses, welche die Wehrmöglich‐<br />

keiten der felsigen Umgebung und der direkten Nachbarschaft der Lauter nutzte, und eine<br />

weitere Siedlung im Bereich der Stiftskirche. Demnach kann man von mehreren „Entwick‐<br />

lungskernen“ sprechen, bevor die Stadt einen zusammenhängenden Stadtkörper bildete.<br />

Abbildung 35: Handzeichnung von Franz Joseph Kisling aus dem Jahr 1764 (Friedel, 1995)<br />

830 n. Chr. bis 1565 n. Chr.<br />

830 n. Chr. wurde die Stadt im Lorscher Reichsurbar, einem frühmittelalterlichem Liegen‐<br />

schaftsverzeichnis, erstmals als „villa Luthra“ erwähnt. In mehreren weiteren Urkunden aus<br />

dem 9. Jh. ist zu entnehmen, dass <strong>Kaiserslautern</strong> als karolingischer Königshof von überregio‐<br />

naler Bedeutung bekannt war. 915 ging der Hof von der karolingischen an die salische Linie<br />

über. Auch im Jahr 1151 wird der Ort noch als „curtis“ (lat. Hof) geführt. Im südöstlichen<br />

Bereich der Burganlage wurde eine 1,4m starke erste Wehrmauer aus spätsalischer Zeit<br />

nachgewiesen. Diese gehörte vermutlich zu einer burgähnlichen Ansiedlung, welche nieder‐<br />

adlige Ministeriale beherbergte. Noch heute ist dieser Bereich unter dem Namen Rittersberg<br />

bekannt. Um das Jahr 1152 n. Chr. kam es dann unter Kaiser Friedrich I. (genannt „Rotbart“<br />

oder „Barbarossa“) zum Bau eines Palastes samt Befestigung. Dabei wurde eine bestehende<br />

Burganlage von Kaisers Friedrichs Vater Herzog Friedrich fast komplett überbaut. Die Anlage<br />

war von 1152 bis 1158 n. Chr. „domum regalem“, also das Heim des Königs. 1162 ernannte<br />

Kaiser Friedrich Gotfried von Luthra, der als der Stammvater der Ritter von Hohenecken gilt,<br />

zum Burgverwalter. Diese Anlage wurde von Barbarossas Sohn Heinrich VI. um 1195 n. Chr.<br />

noch ausgebaut und erweitert. Friedrichs Enkel Friedrich II. nahm 1215 Änderungen an der<br />

Burg vor und hält in <strong>Kaiserslautern</strong> 1234 einen Hoftag ab. Ab 1215 n. Chr. wird die Stadt in<br />

Urkunden auch nicht mehr unter der Bezeichnung „villa“ geführt, sondern steigt zur „bur‐<br />

gus“ auf. Die Übersetzung der beiden Begriffe ist schwierig: So kann das Wort „villa“ jede


48 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

mögliche Siedlungsform von Gut über Dorf bis zur Stadt alles bedeuten. In der damaligen<br />

Verwendung handelte es sich aber um die Bezeichnung für einen Weiler oder ein Dorf. Das<br />

Wort „burgus“ gibt es im Lateinischen nicht, meint aber die Siedlung samt zugehöriger Burg.<br />

Aus den folgenden Jahren gibt es verschiedene Bezeichnungen wie „luthra imperialis“ (kai‐<br />

serliches Lautern, 1237) oder „civitas regia“ (des Königs eigene Stadt, 1260), was den Auf‐<br />

stieg <strong>Kaiserslautern</strong>s zur Stadt widerspiegelt. Eine weitere Ehre wird der Stadt 1269 zuteil,<br />

als in der Burgkappelle der englische König Richard seine Frau Beatrix von Falkenburg ehe‐<br />

lichte. Spätestens 1276 n.Chr. <strong>werden</strong> <strong>Kaiserslautern</strong> durch Rudolf von Habsburg die Stadt‐<br />

rechte verliehen, und die Stadt wird somit zur Reichsstadt. Sie ist damit anderen großen<br />

Städten wie z. B. Speyer rechtlich gleichgestellt. In den Jahren 1256 und 1288 kam es zu zwei<br />

schweren Bränden, wobei große Teile der damals eng bebauten Stadt zerstört wurden. Un‐<br />

ter König Albrecht bekommt die Stadt 1303 ein großes Stück Reichswald geschenkt. Im Laufe<br />

des 14. Jh. wird die Reichsstadt <strong>Kaiserslautern</strong> mehrmals verpfändet und wird durch Kurfürst<br />

und Pfalzgraf Ruprecht I. ausgelöst und somit kurpfälzische Stadt. Sie hat nun den Rang einer<br />

Oberamtsstadt. Verwaltungstechnisch entwickelt sich die Stadt seit der Stadtrechtsverlei‐<br />

hung und bekommt einen Stadtrat, der sich aus zwei Teilen zusammensetz: einem Rat der<br />

Zwölf und einer Vertretung der in der Stadt verbreiteten Zünfte mit 22 Mitgliedern. In den<br />

Jahren 1440 und 1510 <strong>werden</strong> die ersten Stadtordnungen erlassen und 1516 wird das erste<br />

Rathaus von <strong>Kaiserslautern</strong> gebaut. Das mittelalterliche Wesen der Stadt ist typisch für ihre<br />

Zeit. Die Stadt profitiert von den Privilegien, eigene Märkte zu unterhalten. Um 1565 n. Chr.<br />

entsteht am heutigen Stiftplatz ein Marktplatz. Die Verteidigung wird üblicherweise von den<br />

Zünften übernommen. Jeder Zunft unterstand im Verteidigungsfall ein Stadtmauerabschnitt<br />

mit Wehrturm. Die Türme waren nach der jeweiligen Zunft benannt (z. B. Metzgerturm).<br />

1565 bis 1815<br />

Unter Kurfürst Johann Casimir entsteht von 1575 bis 1581 n. Chr. neben der Burganlage ein<br />

Renaissanceschloss. In den Jahren kurz vor dem Dreißigjährigen Krieg wurden unter dem<br />

Festungsbaumeister Stapf die Wehranlagen erweitert. Während <strong>Kaiserslautern</strong> die ersten<br />

Kriegsjahre relativ unbeschadet überstand, kam es 1635 n. Chr. zum so genannten „Kroa‐<br />

tensturm“ unter der Führung von Graf Melchior von Hatzfeld. Dieser belagerte die Stadt erst<br />

mit Kanonen, welche schwere Schäden an den Verteidigungsanlagen verursachten, und gab<br />

dann die Stadt zu Plünderung frei. Dabei kam es zu einem Blutbad unter der Zivilbevölke‐<br />

rung. Auch die Burg und das Schloss nahmen Schaden, wurden aber später, nach dem Krieg,<br />

auf Anweisung wieder instand gesetzt. Bis zum Kriegsende 1648 n. Chr. wurde die Stadt von<br />

vielen verschiedenen Kriegsparteien besetzt und geplündert. 1679 n. Chr. wurden am<br />

Schloss neue Bollwerke errichtet, und die schwerbeschädigte Wehranlage, bestehend aus<br />

Mauer und Türmen, wurde renoviert. In der Folge kam es 1688 zum „Pfälzischen Erbfolge‐<br />

krieg“ in dem <strong>Kaiserslautern</strong> von den Franzosen besetzt wurde. Die Stadt wurde wieder be‐<br />

lagert und mit Kanonen beschossen. Es gab allerdings keine erheblichen Zerstörungen. Das<br />

Schloss wurde leicht beschädigt. Es wurde aber in der kurzen Friedenszeit zwischen 1697 n.<br />

Chr. und 1701 n. Chr. wiederhergestellt und auch wieder bewohnt.


Abbildung 36: Kupferstich der <strong>Kaiserslautern</strong> im Jahr 1620 zeigt (Merianstich), (Friedel, 1995)<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 49<br />

Im folgenden „Spanischen Erbfolgekrieg“ kam es erneut zur Belagerung und Besetzung durch<br />

die Franzosen. Die Stadtbevölkerung wurde gezwungen einen Großteil der Verteidigungsan‐<br />

lagen zu schleifen, also zu beseitigen. Dabei wurden fast die gesamte Stadtmauer, die Wehr‐<br />

gänge und die Verteidigungstürme der Zünfte zerstört. Weiterhin wurden die Befestigungen<br />

des Schlosses und dessen Türme gesprengt. Kurz darauf wurden wieder Befestigungsanlagen<br />

gebaut, allerdings keine Stadtmauer, sondern Bastionen, Schanzen und Gräben. Diese wur‐<br />

den vor allem um den Schlossbereich errichtet. Einen guten Eindruck davon gibt eine Litho‐<br />

grafie des Malers Neumann von 1706. Ein Belagerungsversuch im Jahre 1713 n. Chr. durch<br />

die Franzosen scheiterte mangels der Verfügbarkeit von Kanonen.<br />

Abbildung 37: Schloß und Kaiserpfalz um 1706 (Friedel, 1995)


50 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Abbildung 38: Grundrissplan der Burg mit Schloss von 1713 (Friedel, 1995)<br />

Der Siebenjährige Krieg und andere europäische Auseinandersetzungen brachten immer<br />

wieder Truppendurchmärsche, welche die Stadt belasteten. Dann folgte eine Periode des<br />

Friedens, die der Stadt wirtschaftlichen Aufschwung brachte. Auch die industrielle Revoluti‐<br />

on war schon spürbar. In der Stadt wurden zahlreiche Unternehmen gegründet, wie z. B. die<br />

Siamosemanufaktur (Siamose = spezieller Baumwollstoff) „Karcher & Co“, welche mit 2000<br />

Angestellten das größte Unternehmen der Kurpfalz war. Auch wissenschaftlich war Kaisers‐<br />

lautern ein Vorreiter in der Kurpfalz und darüber hinaus. 1774 ging aus der „Kurpfälzischen<br />

physikalisch‐ökonomischen Gesellschaft“ die „Kameral Hohe Schule“ hervor, ein Institut der<br />

Kameralwissenschaft. Diese forschte auf den Bereichen Wirtschafts‐ und Verwaltungswesen<br />

und in der Land‐ und Forstwirtschaft. Die Schule kann als Vorläufer der <strong>Universität</strong> in Kaisers‐<br />

lautern gelten. Allerdings wurde sie 1784 wegen Streitigkeiten mit der Bürgerschaft und der<br />

lokalen Wirtschaft nach Heidelberg verlagert.<br />

Dann kam die Französische Revolution, welche mit ihren Kriegen und der anschließenden<br />

Expansion unter Napoleon für <strong>Kaiserslautern</strong> große Entbehrungen bedeutete. Nach der<br />

Schlacht bei Morlautern 1793 wurde <strong>Kaiserslautern</strong> 1794 schwer gebrandschatzt. Aufgrund<br />

des fehlenden Brandschutzes wurden das Schloss und die Burg Opfer der Flammen. Es wur‐<br />

de seitdem nicht wieder aufgebaut. <strong>Kaiserslautern</strong> stand nun unter französischer Besatzung<br />

und bekam 1797 auch Frankreichs Verwaltungsstruktur diktiert. 1802 wurden der Stadtver‐<br />

waltung die angrenzenden Orte Dansenberg, Erlenbach, Hohenecken und Morlautern angeg‐


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 51<br />

liedert. Die Verwaltung selbst wurde in das Gervinus’sche Haus am heutigen Martinsplatz<br />

verlegt. Weiterhin wurden die letzten Reste der Stadtmauer versteigert und der Marktpfor‐<br />

tenturm wurde abgerissen. Auch das Fackeltor wurde beseitigt, es stand dort, wo später das<br />

Fackelrondell entstand. Durch die Besatzung erlebte <strong>Kaiserslautern</strong> eine überregionale Auf‐<br />

wertung, denn die Franzosen legten eine ihrer Heerstraßen durch die Stadt. Die Kaiserstraße<br />

Paris – Mainz existiert bis heute, allerdings unter anderem Namen: Heute heißt sie Parisers‐<br />

traße. Auch die Wirtschaft wurde durch die Franzosen belebt, und es entstanden neue Fab‐<br />

riken. Die Besatzung endete 1814. Aufgrund ihrer Funktion als Truppenstützpunkt hatte die<br />

Stadt um diese Zeit schwere Befestigungen bestehend aus Schanzen und Verhauen, vor al‐<br />

lem im westlichen Bereich.<br />

Abbildung 39: Centralgefängnis auf einer Darstellung von 1830 (Friedel, 1995)<br />

1815 bis 1945<br />

Nach dem Wiener Kongress 1815 wurde dem 1806 entstandenen Königreich Bayern die<br />

komplette linksrheinische Pfalz zugesprochen. Diese hieß erst „Bayrischer Rheinkreis“ und ab<br />

1838 dann Pfalz.<br />

1825 wurde das „Centralgefängnis“ im Auftrag der bayrischen Regierung gebaut, mit dem<br />

Ziel Arbeitsplätze zu schaffen. Es wurde auf den Überresten des Schlosses und der Burg er‐<br />

baut. Auf dem Rittersberg entstand ein Lehrerseminar. Die in der Franzosenzeit angeglieder‐<br />

ten Orte wurden nun wieder selbstständig. 1821 entstand auf dem „Kottenfeld“ ein Kran‐<br />

kenhaus und 1930 wurde hier die erste Stadterweiterung der Neuzeit umgesetzt. Auch im<br />

Vorfeld des alten Fackeltors entstand ein neues Wohngebiet, die so genannte „Pariser Vor‐<br />

stadt“. Die Stadt entwickelte sich in westliche Richtung. Als Achsen sind zu nennen: die heu‐<br />

tige Pariserstraße, entlang welcher schon in der Franzosenzeit gebaut wurde, und die heuti‐<br />

ge Mühlstraße, welche damals zusammen mit der Fackelstraße eine zentrale Verkehrsachse<br />

bildete. 1833 wurde die Kreisgewerbeschule am damaligen Maxplatz gebaut, ein Vorläufer<br />

der heutigen Berufsschule mit überregionaler Bedeutung. 1836 entstand am Stiftsplatz die<br />

erste Sparkasse von <strong>Kaiserslautern</strong>. Die Stadt wuchs und der in der heutigen Albrechtsstraße


52 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

gelegene Friedhof wurde um einen neuen an der heutigen Mannheimer Straße erweitert,<br />

der bis heute der städtische Hauptfriedhof ist. Um 1843 entstand auch ein heutiges Wahr‐<br />

zeichen von <strong>Kaiserslautern</strong>, die Fruchthalle. <strong>Kaiserslautern</strong> hatte, bedingt durch die gute La‐<br />

ge an der überregionalen Handelsader der Kaiserstraße, seit etwa 1771 einen bedeutenden<br />

Fruchtmarkt. Um diesen auch bei Regenwetter abhalten zu können, entschloss man sich zum<br />

Bau der Halle nach dem Vorbild eines florentinischen Palastes. Zur Grundsteinlegung kam<br />

unter anderen König Ludwig I. von Bayern.<br />

Einen weiteren Schritt in Richtung Wachstum machte die Stadt 1845, als man beschloss, Kai‐<br />

serslautern an das Eisenbahnnetz, welches in ganz Deutschland in der Entstehung war, anzu‐<br />

schließen. Die Linie Neustadt – <strong>Kaiserslautern</strong> – Bexbach erschloss als „Pfälzische Ludwigs‐<br />

bahn“ die Bergbauregionen im Saarland für die östlichen Absatzmärkte. Die Einführung der<br />

Eisenbahn brachte die Geschäfte der Fuhrbetriebe zwar zum Erliegen, bedeutete für Kaisers‐<br />

lautern insgesamt einen großen Segen wirtschaftlicher Natur, da man nun mit den Rheinhä‐<br />

fen verbunden war.<br />

Es folgten die deutschen Revolutionsjahre, in welchen <strong>Kaiserslautern</strong> eine nicht unerhebliche<br />

Rolle spielte. 1849 kam es zur Loslösung der Pfalz von Bayern. Dabei tagte die provisorische<br />

Revolutionsregierung in der Fruchthalle von <strong>Kaiserslautern</strong>, da die Stadt die Hauptstadt der<br />

geplanten Republik sein sollte. Mitte des Jahres 1849 wurde der „Spuk“ durch den Ein‐<br />

marsch der preußischen und der bayrischen Armee beendet. Nach einer Zeit der Strafbesat‐<br />

zung ging Lauterns Aufstieg zur Industriestadt weiter. Begünstigt durch die Eisenbahnlinie<br />

folgten in den Jahrzehnten bis zur Reichsgründung und darüber hinaus zahlreiche Unter‐<br />

nehmensgründungen. 1857 wurde die Kammgarnspinnerei gegründet, 1862 begann der be‐<br />

reits ortsansässige Unternehmer Georg Pfaff, Nähmaschinen in seinem Werk zu produzieren,<br />

und auch der heute noch stadtbekannte Industrielle Jakob Pfeiffer gründete 1864 mit seiner<br />

ersten Dampfmaschine die Gebr. Pfeiffer Barbarossawerke. Letztgenannte stellten das erste<br />

Industriegebiet der Stadt dar. Bedingt durch das wachsende Arbeitsplatzangebot stieg nun<br />

auch die Bevölkerungszahl stärker an. Während es 1834 noch 7.375 Einwohner waren, war‐<br />

en es 1861 schon 11.996 und zur Reichsgründung 1871 18.040. Schon 1860 hatte Kaiserslau‐<br />

tern Speyer in puncto Einwohnerzahl überholt und wurde zur einwohnerstärksten Stadt der<br />

Pfalz. Diesen Rang lief ihr erst 1898 die Stadt Ludwigshafen ab. 1873/74 <strong>werden</strong> auf dem<br />

Kotten weitere Wohnungen gebaut, um die Landflucht aufzufangen. Die Zustände und die<br />

Lebensqualität unter der arbeitenden Bevölkerung waren, ähnlich wie in anderen Städten in<br />

dieser Zeit, teilweise katastrophal. Es kam zur Bildung von Arbeiterräten und Gewerkschaf‐<br />

ten. Trotz dieser Missstände erlebte <strong>Kaiserslautern</strong> einen wirtschaftlichen Aufschwung, der<br />

sich auch am Stadtbild ablesen ließ. Es entstanden zahlreiche prächtige Bauten, wie die bei‐<br />

den Hotels „Schwan“ (1870) und „Karlsberg“ (1873). Auch die Infrastruktur der Stadt wurde<br />

ausgebaut. Der Bahnhof wurde 1879 durch einen Neubau ersetzt, und der heutige Stadtpark<br />

entstand 1876. Die Zeit bis zu Jahrhundertwende ist gekennzeichnet durch den Bau vieler<br />

neuer Gebäude, die das Stadtbild bis heute prägen. Die 1870er und 1880er Jahre waren die<br />

Entstehungszeit vieler Lauterer Schulen, wie dem heutigen Franziskaner‐Gymnasium oder<br />

dem Albert‐Schweizer‐Gymnasium.


Abbildung 40: Darstellung der Fruchthalle um 1875 (Friedel, 1995)<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 53<br />

1880 wurde ein Gewerbemuseum gebaut, 1886 die Synagoge der jüdischen Gemeinde. Für<br />

das Stadtbild besonders prägend war auch das Kanalisierungsprojekt, welches die Stadtobe‐<br />

ren nach einigen Typhusfällen unter der Bevölkerung 1882 initiierten. Dabei wurde ein Groß‐<br />

teil der Stadt, in der es seit jeher Wasser gab und die früher von großen Weihern umgeben<br />

war, trockengelegt. Das populärste „Opfer“ dieser Aktion war die Lauter, welche unter die<br />

Erde verlegt wurde. Eine weitere Entwicklung wurde mit dem Stadterweiterungsplan des<br />

damaligen Stadtplaners Eugen Bindewald beschlossen. Dieser sah eine weiträumige Planung<br />

über die damaligen Grenzen der Bebauung hinaus vor. Ein besonderes Merkmal war die die<br />

Stadt umschließende große Ringstraße.<br />

Abbildung 41: Ausschnitt des Bindewaldplans von 1889 (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008)


54 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

In den 1890er‐Jahren und um die Jahrhundertwende schloss man die letzten infrastrukturel‐<br />

len Lücken. <strong>Kaiserslautern</strong> bekam mit der Marienkirche (1892) und der Apostelkirche (1901)<br />

zwei große Gotteshäuser. 1890 entstand ein neues Postamt und 1893 an der Stelle des heu‐<br />

tigen Klinikums ein Krankenhaus. 1894 kam das erste E‐Werk und 1897 das Finanzamt. Der<br />

zu dieser Zeit aufkommende Gebrauch des Fahrrads spiegelte sich auch in <strong>Kaiserslautern</strong> in<br />

der Gründung eines Vereins und dem Bau einer Rennbahn wieder. Diese lag auf dem Gebiet<br />

rechts der Donnersbergerstraße. Freizeit war für das Gros der arbeitenden Bevölkerung noch<br />

relativ neu, jedoch möglich gemacht durch die Sozialreformen Bismarks. Das Freizeitangebot<br />

wurde mit dem Waschmühlbad (1906) und dem Humbergturm (1900) verbessert. Letzterer<br />

gilt bis heute als ein Wahrzeichen der Stadt. Um 1900 zählte die Stadt 48.310 Einwohner.<br />

Die Industrie florierte, und die bereits ansässige Firma Pfaff siedelte ihre Produktionsstätten<br />

von der Mozartstraße in die Königsstraße um, wo sie noch heute in Betrieb ist. 1912 löste<br />

Hermann Hussong Eugen Bindewald als Stadtplaner der Stadt ab. Zu seinen ersten Maßnah‐<br />

men gehörte die Erweiterung des, 1874 an der Donnersbergerstraße angelegten Zentral‐<br />

friedhofs. Dieser wurde zum damals größten Waldfriedhof Deutschlands. Im Konkurrenz‐<br />

denken der Städte untereinander forderte die Bürgerschaft von <strong>Kaiserslautern</strong> schon zu Be‐<br />

ginn des neuen Jahrhunderts von der Stadtobrigkeit eine Straßenbahn. Diese wurde im 1.<br />

Weltkrieg 1916 in Betrieb genommen. Militärisch war <strong>Kaiserslautern</strong> zuvor 1912 mit einer<br />

neuen Kaserne, der Panzerkaserne in der Mannheimerstraße, zur Garnisonsstadt geworden.<br />

Kurz vor Kriegsausbruch hatte <strong>Kaiserslautern</strong> 57.826 Einwohner. Bis auf einen Luftangriff im<br />

Jahre 1918, bei dem es aber keine bedeutenden Schäden gab, überstand die Stadt den Welt‐<br />

krieg relativ unbeschadet. Zu Kriegsende gab es in der Stadt wie in vielen anderen Städten<br />

Unruhen, welche von einem Arbeiter‐ und Soldatenrat angeführt wurden. Dann wurde die<br />

Stadt von den französischen Streitkräften besetzt. Die Besatzungszeit endete erst 1930.<br />

Durch einen Regierungsbeschluss wird <strong>Kaiserslautern</strong> 1920 mit mehreren anderen Städten<br />

zur kreisfreien Stadt. Im selben Jahr wurde der „Fußballplatz“ Betzenberg eröffnet, welcher<br />

in der späteren Geschichte noch größere Bedeutung für die Stadt erlangen sollte. Ebenfalls<br />

1920 wird das sogenannte Technikum gegründet, welches später 1922 in eine staatliche<br />

Lehranstalt mit Hochschulrang umgewandelt wurde. In der Stadt herrschte Wohnungsnot<br />

und mit der Gründung der BAU‐AG wurde diesem Problem 1921 Rechnung getragen. In den<br />

Jahren 1923 und 1924 wurde <strong>Kaiserslautern</strong> nicht nur von der Inflation und deren Auswir‐<br />

kungen getroffen, sondern auch von revolutionären Umsturzplänen. Die linksrheinische, von<br />

den Franzosen besetzte Zone welche separatistische Bewegungen unterstütze, scheiterte<br />

aber am Widerstand der Bevölkerung und der Ablehnung der Alliierten Frankreichs. In der<br />

Zeit der Weimarer Republik wuchs <strong>Kaiserslautern</strong> weiter, und unter Leitung von Hussong<br />

entstanden von 1920 bis 1928 an der Königsstraße, der Fischerstraße, der Bismarkstraße und<br />

der Altenwoogstraße Wohnanlagen. Besonders der Rundbau in der Königsstraße und der<br />

Wohnblock an der Altenwoogstraße waren städtebauliche Akzente. 1923 kam der Stadt<br />

durch eine Einzelspende eines betuchten Stadtsohnes ein kleines Vermögen zu, welches in<br />

einem Ausstellungsgelände an der Donnersbergerstraße im Bereich des heutigen Volksparks<br />

liegt, verbaut wurde. Das im Stil des Bauhauses errichtete Gebäude der heutigen Hauptpost<br />

entstand 1929, dem Jahr der Weltwirtschaftskrise. Diese traf auch <strong>Kaiserslautern</strong>. Einige tra‐


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 55<br />

ditionsreiche Betriebe gingen zu dieser Zeit Konkurs, z. B. die „Pfälzische Nähmaschinen und<br />

Fahrradfabrik“, die früher Gbr. Kayser hieß. Die Zahl der Arbeitslosen und der Unterstüt‐<br />

zungsempfänger stieg stark an und begünstigte den Weg zur Machtergreifung der National‐<br />

sozialisten 1933. Am Anfang des Dritten Reiches 1933/34 wurden im Rahmen von Notver‐<br />

ordnungen neue Siedlungen in <strong>Kaiserslautern</strong> errichtet: Z. B. in der Saarbrücker Straße (Bel‐<br />

zappel), Lothringer Dell, Grübentälchen, Lämmchesberg und an der Pariser Straße. Die meis‐<br />

ten Siedlungsgebiete wurden im Heimatstil bebaut. Ein weiteres Großprojekt wurde 1934<br />

von den Nazis initiiert. Am Nordrand der Stadt wurde mit dem Bau der Autobahn A6 begon‐<br />

nen. Im Zuge dessen entstanden auch die beiden stadtbildprägenden Brücken, die Wasch‐<br />

mühltalbrücke und die größere Lautertalbrücke. Die Pläne Hitlers, eine überregionale Ver‐<br />

bindung zu schaffen, um Truppen schnell nach Frankreich zu bringen, brachte für Kaiserslau‐<br />

tern Unheil und Segen gleichermaßen. So nutzten die alliierten Bomber die Autobahn, um<br />

sich im Feindesland zu orientieren und ihre Bombenlast über den deutschen Städten abzu‐<br />

werfen. Heute stellt die Autobahn eine bedeutende europäische Ost‐Westverbindung dar,<br />

von der die Stadt profitiert.<br />

In den Jahren 1932 bis 1936 kam es zu wissenschaftlichen Grabungen auf dem alten Burgge‐<br />

lände, und große Teile des Pfalzgrafensaales wurden freigelegt und restauriert. Weiterhin<br />

legte man 1935 den Kreuzgang des Barfüßerklosters frei. Man besann sich auf die Größe,<br />

welche <strong>Kaiserslautern</strong> in der Historie als Kaiserpfalz hatte und nutzte die Grabungen auch<br />

ideologisch. Die Ideologie der Nazis brachte auch deren gigantomanische Stadtplanung in die<br />

Stadt. Die Regierung sah vor, dass <strong>Kaiserslautern</strong> die Hauptstadt des Gaues „Saarpfalz“ wer‐<br />

den sollte. In diesem Zuge plante man, den Stadtkern großflächig abzureißen und mit einem<br />

riesigen „Gauhaus“ samt Verwaltungsblock in „neuheidnischer Sakralarchitektur“ zu verse‐<br />

hen. Es sollte große Parade‐ und Aufmarschstraßen geben, die radial auf das neue Zentrum<br />

zuliefen. Dieser Planung wären große Teile der Innenstadt zum Opfer gefallen, z. B. die<br />

Fruchthalle. Das alte bayrische Zentralgefängniss wurde zu diesem Zweck 1938 abgerissen.<br />

Abbildung 42: Luftbild von einem Luftschiff aus aufgenommen (um 1914) (Friedel, 1998)


56 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Abbildung 43: Front des Casimirsaal um 1937 (Friedel, 1998)<br />

Im selben Jahr wurde offiziell auch die prächtige Synagoge gesprengt. Wenig später, zur<br />

Reichskristallnacht, brannten im ganzen Land die Synagogen. Städtebaulich erwähnenswert<br />

ist noch die Umfunktionierung des Fackelrondells zu einem Verkehrsplatz 1939. Im Zuge der<br />

massiven Aufrüstung im ganzen Land und der Mobilmachung des Deutschen Reiches wurde<br />

auch <strong>Kaiserslautern</strong> 1936 wieder Truppenstandort, und die Industriebetriebe stellten ihre<br />

Produktion auf Kriegsgerät um. 1939 begann dann der Krieg. Am Anfang wurde Kaiserslau‐<br />

tern noch überflogen und stattdessen die Industriestädte am Rhein ins Visier genommen.<br />

1940 jedoch kam es zum ersten Luftangriff. Der Hauptbahnhof wurde dabei beschädigt, und<br />

es gab erste Opfer. Gegen Ende des Krieges 1944 legten drei schwere Bombardements die<br />

Stadt fast komplett in Schutt und Asche. Vor allem die Innenstadt und der Norden der Stadt<br />

waren danach ein riesiges Trümmerfeld, und nur wenige Häuser blieben stehen. Am stärk‐<br />

sten war u.a. der Kotten betroffen. Kurz vor dem Zusammenbruch des Dritten Reiches am<br />

19. März 1945 wurde die Lautertalbrücke gesprengt, um den Vormarsch der Alliierten doch<br />

noch aufzuhalten. Einen Tag später standen die Voraustrupps der US‐Armee in Otterbach.<br />

Günstigen Umständen ist es zu verdanken, dass die verbliebenen Streitkräfte der Wehr‐<br />

macht keinen Widerstand leisteten und sich ergaben. Die Stadt wurde friedlich besetzt, und<br />

der Krieg war für <strong>Kaiserslautern</strong> vorbei.<br />

1945 bis heute<br />

Die Schäden waren beträchtlich, und die Stadt sah einer schwierigen Zeit des Wiederaufbaus<br />

entgegen. Nicht nur die Amerikaner besetzten die Stadt, sondern auch die Franzosen nah‐<br />

men abermals ihre Rolle als Besatzungsmacht in der Stadt ein. Das Leben in der französi‐<br />

schen Zone war wie im Rest von Deutschland bestimmt durch Lebensmittelknappheit, Teue‐<br />

rung, Schleichhandel und Hunger. Überall wurden aus den Überesten der Fabriken Großge‐<br />

rät und Maschinen geborgen und nach Frankreich abtransportiert, da Deutschland Repara‐<br />

tionen abzuleisten hatte. 1946 wurde per Verordnung der Militärregierung das Land Rhein‐<br />

land‐Pfalz geschaffen, und <strong>Kaiserslautern</strong> gehörte dazu. 1947 wurde per Volksabstimmung<br />

entschieden, dass das neu geschaffene Land weiterhin zu Deutschland gehören soll und<br />

nicht von Frankreich annektiert <strong>werden</strong> solle.


Abbildung 44: Denkmal an der Fruchthalle kurz nach dem Kriegsende 1945 (Friedel, 1998)<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 57<br />

Die Spitze der Verwaltung der Stadt übernahm 1945 der stadtbekannte Bürgermeister Alex<br />

Müller und diente der Stadt in den Jahren des Wiederaufbaus bis 1956. Die Aufräumarbeiten<br />

in der Stadt waren mühsam, schritten aber voran. Allerdings wurde zu dieser Zeit kein Wert<br />

mehr auf die alten gewachsenen Strukturen gelegt, sondern durch Zerstörung geschaffenen<br />

Baulücken wurden als Verbindung wahrgenommen, und ein neues Straßennetz entstand.<br />

Das alte Netz des 19. Jh. erschien nicht erhaltenswert.<br />

Die Stadt erlebte in den folgenden Jahren einen Bauboom, da sehr viel zerstört war und der<br />

Bedarf an Wohnungen und Infrastruktur pressierte.<br />

1949 gehörte <strong>Kaiserslautern</strong> dann wieder zu einem Staat, der neugegründeten Bundesre‐<br />

publik Deutschland. Es kam in den Jahren bis 1962 zu starken Wanderungsbewegungen in‐<br />

nerhalb Deutschlands und aus den ehemaligen von Deutschen bewohnten Gebieten. Vor<br />

allem aus Schlesien, dem Sudetenland und Ostpreußen strömten monatlich bis zu 3000<br />

Menschen nach Rheinland‐Pfalz, etwa 165 (monatlich) nach <strong>Kaiserslautern</strong>. Es wurden drin‐<br />

gend Wohnungen benötigt. In den Jahren 1950 bis 1953 wurde die Siedlung am Kotten wie‐<br />

deraufgebaut, und die Siedlungsgebiete des Pfaffenberges des Fischerrücks und des Bännjer‐<br />

rücks entstanden. Ebenfalls in diese Zeit fällt der Bau der größten Siedlung für US‐Bürger<br />

außerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika. 1951 wurde für die 40000 auf der Airbase<br />

Ramstein und <strong>Kaiserslautern</strong> stationierten Soldaten die Siedlung Vogelweh im Westen der<br />

Stadt gebaut. 1954 und 1955 schritt der Sozialwohnungsbau weiter voran, und Wohneinhei‐<br />

ten entstanden in der Daniel‐Haberle‐Straße, der Ebertstraße, der König‐Straße, dem Benzi‐<br />

noring und dem Gersweilerweg. 1954 wurde der Bau der Sparkasse beendet. Es herrschte<br />

Aufbruchsstimmung, und das deutsche Wirtschaftswunder wirkte. Gekrönt wurde die Zeit<br />

durch die gewonnene Fußballweltmeisterschaft 1954. Letztere hat für die Stadt größere Be‐<br />

deutung, da fünf Spieler der Siegerelf Lauterer waren. <strong>Kaiserslautern</strong> war kurzzeitig deutsch‐<br />

landweit bekannt.


58 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

1956 folgte Alex Müller zum Ende seiner Amtszeit der ebenfalls stadtbekannte Dr. Walter<br />

Sommer als Bürgermeister. In seine Amtszeit fielen der Neubau des Hauptbahnhofs 1958,<br />

der 1954 nur mit einer nüchternen Empfangshalle versehen worden war, und der des Amts‐<br />

gerichts. Die Ver ‐ und Entsorgung der Stadt wurde 1959 mit dem Neubau einer Kläranlage<br />

vorangetrieben. Dr. Sommer initiierte die Großsiedlungsprojekte auf dem Bännjerrück<br />

(1957‐1970) und dem Betzenberg (1966‐1973). Auch der Bau des mittlerweile abgerissenen<br />

Hallenbad von 1964 und das Gebäude des Klinikums gehen auf ihn zurück. Einen wirtschaft‐<br />

lichen Aufschwung erlebte <strong>Kaiserslautern</strong> auch 1966 als die Adam‐Opel AG sich im frisch<br />

ausgewiesenen Gewerbegebiet im Westen der Stadt niederließ. 2200 Arbeiter fanden einen<br />

Arbeitsplatz. Als städtebaulichen Höhepunkt kann der Rathausneubau des Architekten Ro‐<br />

land Ostertag von 1968 gelten, der bis heute das Zentrum und das Stadtbild von Kaiserslau‐<br />

tern dominiert. 1967 überstieg die Bevölkerung der Stadt erstmals die Grenze von 100000<br />

Einwohnern durch die Eingemeindung der Orte Erfenbach, Siegelbach, Mölschbach, Erlen‐<br />

bach, Morlautern und Hohenecken. Als Ergebnis einer Verwaltungsvereinfachung stieg die<br />

Einwohnerzahl von vorher 85422 auf 103012. Dies hatte für die Stadt den nicht unerhebli‐<br />

chen Nebeneffekt, dass sie anschließend als Oberzentrum in der „Konzeption der Zentralen<br />

Orte“ des Raumordnungsgesetzes galt.<br />

Einen weiteren Meilenstein bei der Entwicklung der Infrastruktur waren die Gründungen der<br />

Fachhochschule 1971 und der Hochschule 1970. Im Folgenden kam es in den 1970er‐Jahren<br />

zum Bau des Uni‐Wohngebietes im Süden der Stadt. Mit Platz für 8500 neue Einwohner war<br />

dies die letzte große Stadterweiterung bis heute. Danach konzentrierte man sich auf Sanie‐<br />

rungen und Instandhaltung. Auch die Bevölkerung stagnierte und lag 1994 bei 102384. 1992<br />

nach der Wiedervereinigung Deutschlands kam es zum Abzug der Franzosen, welche in der<br />

Holtzendorff‐Kaserne an der Mainzer‐Straße stationiert waren. 1997 erwarb eine Projekt‐<br />

entwicklungsgesellschaft im Sinne eines PPP (puplic‐private‐partnership) das ehemalige Mili‐<br />

tärgelände und siedelte nach einer grundlegenden Sanierung und Neuerschließung zahlrei‐<br />

che Unternehmen an.<br />

1995 wurde das alte Pfalztheater am Fackelrondell abgerissen und durch einen großen Neu‐<br />

bau neben dem Rathaus ersetzt. Ein weiterer kultureller Höhepunkt war die Ausrichtung der<br />

Landesgartenschau im Jahr 2000, bei dem es im Bereich der Kammgarn, des alten Schlacht‐<br />

hofs und des angrenzenden Steinbruchgeländes zu einer grundlegenden Umstrukturierung<br />

kam. Das Gartenschaugelände wird bis heute als städtischer Freiraum gut von der Bevölke‐<br />

rung angenommen.<br />

2006 schaffte es <strong>Kaiserslautern</strong> trotz starker Konkurrenz, sich als Austragungsort der Fuß‐<br />

ballweltmeisterschaft zu etablieren. Die Stadt stand für kurze Zeit im Blickpunkt der Weltöf‐<br />

fentlichkeit.


Abbildung 45: Luftbild des Stadtkerns von Kaiserslauten 2008 (Stadt Kaiserslauten,2008)<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 59<br />

Nach der ausführlichen Chronologie ist die Bedeutung und die heute vorhandene städtebau‐<br />

liche Struktur wesentlich besser zu erfassen und zeitlich einzuordnen. Um jedoch einen opti‐<br />

schen Eindruck von der städtebaulichen Situation zu bekommen, wurde ein 3D‐Stadtmodell<br />

erstellt, welches dreidimensionale Momentaufnahmen des Stadtkerns zu drei relevanten<br />

Zeitpunkten beinhaltet und objektorientierte Zusatzinformationen bietet. Die Zeiten, die<br />

gewählt wurden, sind erstens die Kaiserpfalz von 1160, zweitens die städtebauliche Situation<br />

nach der Gründerzeit und zum Zeitpunkt der Erstellung des sog. Bindewaldplans 1889, und<br />

drittens, der Status quo des Stadtkerns im Jahr 2009. Der Grund für diese Auswahl liegt dar‐<br />

in, das die Kaiserpfalz den Grundstein für die Entwicklung der Stadt gelegt hat, das der Bin‐<br />

dewaldplan die heutige Stadtstruktur immer noch prägt und das ein Gegenwartsmodell<br />

unabdingbar ist, da Vergleiche mit der heutigen städtebaulichen Situation sonst nicht an‐<br />

schaulich möglich wären. Allerdings ist die Rolle der ausgewählten Zeiten für diese Arbeit<br />

nicht elementar, da diese Arbeit den Erstellungsprozess von digitalen historischen 3D‐<br />

Stadtmodellen nur beispielhaft untersucht.<br />

Während die Daten zu Stadtgeschichte von den Geschichtswissenschaftlern teilweise sehr<br />

gut dokumentiert sind, ist die Geschichte der städtebaulichen Struktur der Stadt sehr lü‐<br />

ckenhaft. Lediglich einige Stiche und Zeichnungen, sowie schriftliche Beschreibungen geben<br />

Aufschluss über Lage und Aussehen der historischen Baukörper.<br />

Nachfolgend soll die Ausgangslage bezüglich der Datengrundlage zur Erstellung des Stadt‐<br />

modells beleuchtet <strong>werden</strong>. Eine besondere Schwierigkeit kommt durch die Erhebung von<br />

historischen Daten hinzu.


60 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4.4 Datengrundlagen allgemein<br />

Für die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen der Gegenwart <strong>werden</strong> überwiegend Daten aus der<br />

Stadtvermessung sowie der Stadtplanungsämter als Grundlage herangezogen. Bevorzugt<br />

<strong>werden</strong> dabei digitale Daten verwendet, da eine Digitalisierung analoger Daten erstens zeit‐<br />

lich nicht rentabel ist, und zweitens birgt eine Digitalisierung von analogen Vermessungsda‐<br />

ten außerhalb der Vermessungswissenschaft und seiner Standards die Gefahr von Digitalisie‐<br />

rungsfehlern. ZEILE [2004] beschreibt ausführlich die vorhandenen Datenquellen zur Erstel‐<br />

lung von 3D‐Stadtmodellen. Vor allem die digitalen Nachfolger der Katasterkarte stellen eine<br />

wichtige Grundlage zur Erstellung von Gebäudegeometrien dar. In einigen Fällen besitzen die<br />

digitalen Katasterdaten auch eine Höhen‐Koordinate (Z‐Wert). Oft sind aber nur Daten be‐<br />

züglich der Lage vorhanden. Weiterhin sind Straßenvermessungspunkte, bestehende DGM<br />

(Digitale Geländemodelle) und Luftbilder elementare Basisdaten. Letztere sind allerdings vor<br />

allem bei kleineren Kommunen nicht in Besitz der lokalen Verwaltung, sondern wurden von<br />

den zuständigen Landesämtern erstellt und stehen dort zum Verkauf. Die Preise für Luftbild‐<br />

daten sind in der Regel sehr hoch und vergrößern das finanzielle Volumen eines Projekts<br />

beträchtlich. Falls Luftbildaufnahmen in der Fläche aufgenommen worden sind, besteht auch<br />

die Möglichkeit, durch eine stereoskopische Auswertung von überlappenden Luftbildern sog.<br />

Dachlandschaften einer Stadt zu erstellen [vgl. ZEILE 2004]. Daraus können dann Dachfor‐<br />

men sowie First‐ und Traufhöhen abgeleitet <strong>werden</strong>. Parallel steht der manuelle Weg zur<br />

Messung von Gebäudehöhen zur Wahl. Dabei kommt entweder die traditionelle Messung<br />

per Theodolit oder einfach die Aufnahme der Traufhöhen per Laserentfernungsmesser in<br />

Frage.<br />

Die momentan genaueste aber auch teuerste Aufnahme der Gebäude einer Stadt ist die Ers‐<br />

tellung der Geometrien per Laserscan. Dabei unterscheidet man zwischen terrestrischen<br />

(bodengebundenen) und „airborne“ (luftgestützten) Laserscans per Flugzeug. Der Einsatz<br />

von Laserscans ist in der Fachwelt nicht unumstritten, zum einen aufgrund des hohen Prei‐<br />

ses, zum andern wegen der unnötigen Masse an Daten, die dabei produziert wird [vgl. ZEILE,<br />

2004].<br />

Zur Erstellung der Gebäudegeometrien sind in der Regel für ein LOD‐3‐Modell nur die First‐<br />

und die Traufhöhe, welche meist über 6 Punkte (2mal First und 4mal Traufe) beschrieben<br />

<strong>werden</strong> können, und die Bodenpunkte aus dem Kataster notwendig. Ein durchschnittlicher<br />

terrestrischer Laserscanner mit einer Auflösung von etwa 5cm produziert etwa für ein Ge‐<br />

bäude von 10 mal 10 Metern ohne Weiteres eine Punktwolke mit über 1 Million Einzelpunk‐<br />

ten. Die dabei produzierte Datenmenge ist enorm und erfordert einen langwierigen Nach‐<br />

bearbeitungsprozess (Fachwort: „Post Processing“) und teure Software.<br />

Der Einsatz von Laserscans zur Erstellung von 3D‐Stadtmodellen ist also wohl zu überlegen<br />

[vgl. ZEILE, 2004]. Ein Einsatz bei Modellen im Kontext der Denkmalpflege oder kleinräumi‐<br />

gen Rekonstruktionen von historischer Bausubstanz, wo die Detaillierung des 3D‐Modells<br />

von Bedeutung ist, ist durchaus sinnvoll. Trotzdem sollte bei der anschließenden Visualisie‐<br />

rung über den Einsatz dynamischer LOD nachgedacht <strong>werden</strong>, da selbst die moderne Hard‐<br />

ware Grenzen der Masse der dargestellten Inhalte kennt.


4.5 Datengrundlagen <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 61<br />

Nachfolgend soll die Situation der Datengrundlage für das 3D‐Stadtmodell des Stadtkerns<br />

von <strong>Kaiserslautern</strong> beschrieben <strong>werden</strong>. Zunächst soll aber erst der Untersuchungsraum<br />

abgegrenzt <strong>werden</strong>.<br />

Abgrenzung des Untersuchungsraums<br />

Die ersten Schritte vor der Analyse der vorhandenen Datengrundlagen war die Abgrenzung<br />

des Untersuchungsraums. Dazu war es erforderlich, die Stadtgeschichte sowie Kartenmate‐<br />

rial aus verschiedenen Zeiten zu studieren. Bei einer Abgrenzung nach aktuellen Karten wäre<br />

ein Ausschluss von wichtigen lokalen Objekten nicht auszuschließen.<br />

Abbildung 46: Ausschnitt Bindewaldplan von 1889 (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008, und eigene Retusche)<br />

Der Untersuchungsraum wurde auf folgendes Gebiet festgelegt: Im Norden wurde die Lud‐<br />

wigstraße mit angrenzender Bebauung gewählt, im Westen die Maxstraße und Teile der<br />

Burgstraße, im Süden wurde der Schillerplatz sowie die Fruchthallstraße und im Osten die<br />

Martin‐Lutherstraße als Begrenzung bestimmt. Das abzubildende Gebiet umfasst eine Fläche<br />

von etwa 18 ha und 77 Gebäuden (Gegenwartswert).<br />

Nach der Festlegung des Untersuchungsraums wurde mit der Bestandaufnahme der vorhan‐<br />

denen Daten begonnen. Nach umfassender Literatur‐ und Internetrecherche sowie persönli‐<br />

chen Gesprächen mit Mitarbeitern des Vermessungsamtes, des Stadtplanungsamtes, des<br />

Stadtarchivs und Vermessungslehrstühlen der lokalen <strong>Universität</strong> konnten die nachfolgend<br />

aufgelisteten Datengrundlagen festgestellt <strong>werden</strong>.


62 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Abbildung 47: Untersuchungsraum für die Bestandsaufnahme (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008, und eigene Retusche)


Ergebnisse der Bestandsaufnahme für das Gegenwartsmodell:<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 63<br />

1. ein digitales Kataster<br />

Inhalte sind die Lage der Gebäude, Lage der Straßen, Lage der Gehwege, Grünflächen, ein‐<br />

zelne Vegetationselemente. Diese sind nur in der Lage festgehalten. Die vermessenen Gulli‐<br />

deckel, Straßenkanten sind neben anderen Einzelobjekten in Lage und Höhe gespeichert.<br />

Abbildung 48: Screenshot des digitalen Katasters von <strong>Kaiserslautern</strong> in AutoCAD (eigene Darstellung)<br />

2. ein Geographisches Informationssystem (GIS)<br />

Die Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> verfügt über ein modernes Geografisches Informationssystem mit<br />

3D‐Gebäudedaten für den Planungsbereich. Nach der Kontaktaufnahme mit der Vermes‐<br />

sungsabteilung der Stadt wurden die entsprechenden Daten aus dem GIS‐System exportiert.<br />

Die erhaltenen Daten wurden zur näheren Untersuchung anschließend in das Programm 3D‐<br />

Studio Max importiert. Die vorhandenen 3D‐Kubaturen der Gebäude waren in der Lage und<br />

Höhe sehr genau, hatten aber ein LOD von etwa 1 und waren stark abstrahiert.<br />

Abbildung 49: GIS‐Daten in 3D Studio Max (eigene Darstellung)


64 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

3. ein vorhandenes 3D‐Stadtmodell des Planungsgebiets<br />

2005 waren von der Stadt Anstrengungen gemacht worden, ein eigenes 3D‐Stadtmodell in<br />

Eigenarbeit zu erstellen. Dabei griff man auf ein externes Ingenieur‐Büro zurück, welches der<br />

Stadt mit Schulungen das notwendige Know‐how verschaffte. Das entstandene Modell lag<br />

bezüglich des Detaillierungsgrades bei LOD 3 (also mit Texturen) und hatte ein texturiertes<br />

DGM. Die Detaillierung der Gebäudekubaturen war relativ hoch. Die Auflösung und die Qua‐<br />

lität der Gebäude‐ und Geländetexturen hingegen waren sehr schlecht. Zudem waren nicht<br />

alle Gebäude texturiert. Das DGM hatte ein Raster von 25m.<br />

Abbildung 50: altes 3D‐Stadtmodell von <strong>Kaiserslautern</strong> in 3D Studio Max (eigene Darstellung)<br />

4. ein digitales DGM<br />

Die Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> verfügt seit 2008 über ein digitales Geländemodell sowie ein digita‐<br />

les Oberflächenmodell (kurz DOM). Beide wurden per Laserscanüberfliegung für das ganze<br />

Stadtgebiet erstellt. Die Auflösung des DGM und des DOM liegt bei 1m.<br />

Abbildung 51: Screenshot des DGM in 3D Studio Max (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 65<br />

5. Luftbilddaten<br />

Im Zuge der Laserscanüberfliegung wurden auch hochauflösende Luftbilder des gesamten<br />

Stadtgebiets erstellt. Die Auflösung liegt auch hier bei 1m/Pixel. Diese ersetzten bestehende<br />

Luftbilddaten mit einer Auflösung von etwa 5m.<br />

Abbildung 52: aktuelles Luftbild der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008, und eigene Retusche)


66 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Ergebnisse der Bestandsaufnahme für die historischen Modelle:<br />

1. analoge Pläne aus den Jahren 1950, 1921, 1890, 1889, 1823<br />

Die Pläne liegen in analoger und teilweise in digitaler Form vor. Die digitalen Versionen wur‐<br />

den eingescannt und besitzen eine Auflösung von etwa 2‐4 Metern/Pixel (errechneter Wert).<br />

Die Pläne sind allerdings selten Vermessungspläne sondern Stadtpläne mit einem hohen<br />

Abstraktionsgrad. Das bedeutet, nur auf wenigen Plänen sind einzelne Gebäude erkennbar<br />

(z. B. Bindewaldplan 1889).<br />

Abbildung 53: Plan von <strong>Kaiserslautern</strong> aus dem Jahr 1823 (Etienneplan), (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008)<br />

2. digitalisierte Fotografien aus der Zeit ab etwa 1890<br />

Das Stadtarchiv verfügt über ein eigenes Informationssystem, mit dem alte Fotografien zu<br />

vielen Gebäuden, die in der Stadtgeschichte existierten, angezeigt <strong>werden</strong> können. Zusätz‐<br />

lich befinden sich in diesem System eingescannte alte Ansichtskarten der Stadt.<br />

Abbildung 54: historisches Foto des Fackelrondells (1909), (Stadt <strong>Kaiserslautern</strong>, 2008)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 67<br />

3. historische Gebäudepläne<br />

Zu einigen Gebäuden gibt es analoge Gebäudepläne. Diese sind aber nur teilweise archiva‐<br />

risch erfasst und sortiert.<br />

4. alte Zeichnungen, Skizzen und Stiche<br />

Das Stadtarchiv, das Amt für Denkmalschutz sowie verschiedene Museen verfügen über Ori‐<br />

ginale und Kopien alter Zeichnungen, Skizzen und Stiche. Diese liegen in unterschiedlicher<br />

Qualität vor. Vor allem Stücke mit einer Datierung von vor 1800 sind oft ohne korrekte Pers‐<br />

pektive.<br />

Abbildung 55: Ansicht des Casimirschlosses und der Kaiserpfalz von 1740 (Friedel, 1995)<br />

5. schriftliche Erzählungen und Berichte über die Stadt<br />

Schriftliche Überlieferungen, Erzählungen und Berichte sind teilweise bis ins Jahr 830 n.Chr.<br />

verfügbar.<br />

6. analoge Modelle des Casimirschlosses und Alt <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Wie schon im Kap. 3.1 erwähnt, gibt es im Theodor‐Zink‐Museum <strong>Kaiserslautern</strong> mehrere<br />

Modelle, die Rekonstruktionsversuche des Casimirschlosses und der Gesamtstadt darstellen.<br />

Bewertung der Daten der Gegenwart<br />

Die gefundenen Daten für das Jahr 2009 waren wie erwartet sehr zahlreich. Nach genauerer<br />

Sichtung stellten sich aber Probleme ein. Das Kataster war zwar genau aber verwaltungsbe‐<br />

dingt mit einer Unmenge an verschiedenen Layern (Ebenen) im CAD‐System (Autocad) abge‐<br />

legt. Weiterhin waren 2D‐Daten mit 3D‐Daten auf identischen Layern gemischt. Für eine<br />

Verwendung musste ein separierter, projektbezogen bereinigter Katasterplan erstellt wer‐<br />

den.<br />

Die GIS‐Daten, welche von der Stadt zur Verfügung gestellt wurden, waren aus dem vorhan‐<br />

denen GIS‐System heraus erstellt worden und sind lediglich zu Verortung und Höhenbe‐<br />

stimmung eines eigenen Modells zu gebrauchen. Für die Erstellung eines 3D‐Stadtmodells im<br />

LOD 1 sind sie allerdings hervorragend.<br />

Das bestehende 3D‐Stadtmodell besitzt einen für LOD 3 ausreichenden Detaillierungsgrad in<br />

der Geometrie und einige gute Texturen. Insgesamt ist die Qualität aber sehr heterogen und


68 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

bedarf einer grundlegenden Überarbeitung sowie einer Neutexturierung. Da die vorhande‐<br />

nen Texturen von schlechter Qualität sind, müsste flächendeckend neues Texturmaterial<br />

erhoben <strong>werden</strong>. Der Aufwand zur Generierung von hochwertigen Texturen macht einen<br />

Großteil des Arbeitsaufwandes bei der Erstellung eines detaillierten 3D‐Stadtmodells aus, ist<br />

aber maßgebend für die spätere Qualität.<br />

Die vorhandenen DGM‐ und Luftbilddaten hingegen sind von sehr guter Qualität. Sie eignen<br />

sich hervorragend für die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen bis LOD 3. Weiterhin bieten sie<br />

eine gute Grundlage, um sich bei der Erstellung der Gebäudegeometrien einen Überblick<br />

über die lokale Situation zu verschaffen. Zusammenfassend sind die Daten gut geeignet für<br />

die Erstellung eines Stadtmodells im LOD 3.<br />

Bewertung der historischen Daten<br />

Das historische Kartenmaterial ist sehr heterogen in seiner Qualität und Genauigkeit. Die<br />

meisten Pläne reichen lediglich für ein LOD‐0 oder LOD‐1 Modell, welches einen mehr oder<br />

weniger genauen Überblick über die jeweilige Stadtstruktur gibt. Ausnahme bildet ein sehr<br />

hochauflösend eingescannter Plan von 1889 (der sog. Bindewaldplan), welcher auch Grund‐<br />

lage für ein Modell mit LOD 2 oder LOD 3 sein könnte. Die letztendliche Genauigkeit eines<br />

solchen Modells wird aber von der im Plan vorhandenen Strichstärke bestimmt.<br />

Die Pläne stellen weiterhin eine potenzielle Basis für die Erstellung eines historischen DGM<br />

dar, sofern sie schon über Geländeinformationen wie etwa Höhenlinien verfügen.<br />

Die digitalisierten Fotografien und Stadtansichten sind eine gute Informationsquelle für die<br />

Herstellung von Gebäudegeometrien. Problematisch wird aber die Erhebung dieses Daten‐<br />

typs für die flächendeckende Anfertigung von Einzelgebäuden.<br />

Die vorhandenen historischen Gebäudepläne stellen eine hervorragende Basis für die Erstel‐<br />

lung von Gebäudegeometrien dar, sind aber wie die Fotografien nicht flächendeckend ver‐<br />

fügbar. Weiterhin wäre eine Erstellung der Gebäudegeometrien über diesen Datentyp nicht<br />

zeitnah realisierbar, und der Arbeitsaufwand wäre ernorm sowie wirtschaftlich nicht durch‐<br />

führbar. Vor allem die Personalkosten würden das Kosten‐/Nutzenverhältnis von histori‐<br />

schen Modellen aus dem Gleichgewicht bringen.<br />

Noch schwieriger ist die Bewertung der alten Stiche und Zeichnungen. Ihre Datierung reicht<br />

weit in die Zeit bis zur Stadtgründung zurück. Durch die damals vorherrschenden künstleri‐<br />

schen Fähigkeiten bedingt, ist die fehlende oder falsche Perspektive für die Nutzung als Da‐<br />

tengrundlage ein erhebliches Hindernis.<br />

Ähnlich gestaltet sich die Bewertung der historischen Schriften und Texte. Durch die Vielzahl<br />

an nicht mehr existenten Sprachen und Schriften ist eine Verwendung als Datengrundlage<br />

für Laien nicht gegeben. Weiterhin sind die Schriften in ihrer Detaillierung sehr ungenau (z.<br />

B. die Verse des Biografen von Kaiser Barbarossa, Rahewin, über den Bau der Kaiserpfalz von<br />

1160).<br />

Zusammenfassend ist bezüglich der historischen Daten im Sinne einer Bewertung festzustel‐<br />

len, dass die Verwendung der Daten alleine durch den Planer, der in diesem Fall ein Laie ist,<br />

nicht möglich ist. Lediglich die Pläne und Fotografien stellen eine kleine Datenbasis für die<br />

Erstellung von 3D‐Stadtmodellen mit niedrigem LOD dar. Für ein Modell mit höherem LOD


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 69<br />

ist zwingend die Zusammenarbeit mit Experten der Denkmalpflege, der Archäologie, der<br />

anthropologischen Archäologie und anderen Geschichtswissenschaften notwendig. Der<br />

Grund dafür: die Eigenschaft der Daten, die nur eine Momentaufnahme der Geschichte sind<br />

und zu stark abstrahiert sind, um ihnen direkt Informationen entnehmen zu können. Für eine<br />

realistische Rekonstruktion der Geschichte sowie seiner städtebaulichen Ausformung ist es<br />

notwendig, möglichst alle Gegebenheiten eines kompletten Zeitraums in der Geschichte ein‐<br />

gehend zu studieren. Daher kann eine einzelne Wissenschaft einen Zeitpunkt in der Ge‐<br />

schichte nicht autark wissenschaftlich und historisch korrekt erfassen. Weiterhin ist festzus‐<br />

tellen, dass mit zunehmendem zeitlichem Abstand zur Gegenwart die Datendichte exponen‐<br />

tiell abnimmt und der Zeit und Arbeitsaufwand zur Erhebung parallel dazu exponentiell zu‐<br />

nimmt. Für die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen lässt sich also ableiten, dass der Aufwand<br />

für die Erstellung von historischen Modellen abhängig vom abzubildenden Zeitpunkt und der<br />

gewünschten oder notwendigen historischen Genauigkeit ist. Gleichzeitig ist schon für ein<br />

Mindestmaß an historischer Genauigkeit die Zusammenarbeit mit den historischen Fachrich‐<br />

tungen erforderlich.<br />

An dieser Stelle wäre zudem die Einführung eines sog. historischen LOD sinnvoll, um eine<br />

wissenschaftlich korrekte Diskussion im Kontext der digitalen historischen Echtzeitmodelle<br />

zu gewährleisten.<br />

Definition: Historischer LOD (HLOD)<br />

Der historische LOD stellt die Genauigkeit in Bezug auf die historische Abstraktion eines digi‐<br />

talen historischen Modells dar. Ein Modell mit niedrigem HLOD wäre ein Modell, das zwar<br />

vom LOD her sehr hoch sein kann, aber jeder historischen Korrektheit entbehrt. Ein Modell<br />

mit einem hohen HLOD besitzt fundierte historische Daten und stellt eine genaue und wahr‐<br />

heitsgemäße Rekonstruktion des Originals aus der Vergangenheit dar.<br />

Abbildung 56: Graph HLOD (eigene Darstellung)


70 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

4.6 Zwischenfazit und Festlegung des LOD<br />

Nach der Analyse der vorhandenen Daten und deren Bewertung ist als Ergebnis festzuhal‐<br />

ten, dass die Daten zwar für die Erstellung eines 3D‐Stadtmodells der Gegenwart ausreichen,<br />

ein historisches Modell aber nicht im Rahmen einer Diplomarbeit realisierbar ist oder nur in<br />

einem sehr kleinen räumlichen Umfang bzw. sehr geringer historischer Genauigkeit (HLOD).<br />

Um jedoch ein Beispiel für die Machbarkeit und die mögliche Qualität eines digitalen histori‐<br />

schen Modells zu geben, wird der Modellerstellungsprozess nicht unterbrochen. Stattdessen<br />

kann im Fall des 3D‐Stadtmodells <strong>Kaiserslautern</strong> vom Autor auf bereits vorgefertigte histori‐<br />

sche 3D‐Daten zurückgegriffen <strong>werden</strong>.<br />

Hintergrund der bestehenden historischen 3D‐Daten:<br />

Die Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> beauftragte 2006 ein Unternehmen, das sich auf die Visualisierung<br />

historischer Bauten spezialisiert hat, mit der einer Rekonstruktion der Kaiserpfalz von 1160<br />

n.Chr. Der Auftrag war die Erstellung einer DVD mit einem Animationsfilm über das Ausse‐<br />

hen der Kaiserpfalz, kombiniert mit Echtfilmszenen, in denen die Schausteller das Leben und<br />

das Aussehen der damaligen Bevölkerung nachahmten. Dieser „Dokumentarfilm“ über die<br />

Kaiserpfalz ist seit 2006 in der Tourist‐Information <strong>Kaiserslautern</strong> an Interessierte und Tou‐<br />

risten verkauft worden.<br />

Bei der Bestandsaufnahme wurde der Autor auf dieses Video aufmerksam und stellte fest,<br />

dass es sich bei den Sequenzen mit Animationsfilm um 3D‐Daten handelt, die in einem 3D‐<br />

Modellierungsprogramm erstellt wurden. Nach der Kontaktaufnahme mit dem Auftraggeber<br />

der DVD, dem Förderkreis zur Erhaltung Kaiserpfalz e.V. unter Leitung von Frau Ingeborg<br />

Schüler, Mitglied des Kaiserslauterer Stadtrats, konnte eine Genehmigung zur Nutzung der<br />

3D‐Daten vonseiten der Stadt erreicht <strong>werden</strong>. Da aber nur die Nutzungsrechte bezüglich<br />

der DVD und des Animationsfilms bei der Stadt lagen, mussten noch die 3D‐Daten selber und<br />

die Genehmigung für deren Nutzung beim Hersteller der DVD eingeholt <strong>werden</strong>. Nach meh‐<br />

reren Telefonaten war auch dieses Problem gelöst, und die Firma ReUnion‐Media und Ge‐<br />

schäftsführung von Herrn Menno Mennenga stellte die 3D‐Daten für das 3D‐Stadtmodell der<br />

Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> zur Verfügung.<br />

Die 3D‐Daten waren für die Nutzung in einem Renderprozess, zur Erstellung eines Animati‐<br />

onsfilms konzipiert und für die Verwendung in einem Echtzeitmodell extrem überdetailliert.<br />

Weiterhin gab es softwaretechnische Hürden, die überwunden <strong>werden</strong> mussten, um die<br />

Daten am PC überhaupt sichtbar zu machen.


Abbildung 57: Screenshot mit den Rohdaten der Kaiserpfalz in 3D Studio Max (eigene Darstellung)<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 71<br />

Abbildung 58: Screenshot mit einer Detailaufnahme der Rohdaten der Kaiserpfalz (eigene Darstellung)


72 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Nach der Sicherstellung von historischen 3D‐Daten mit einem hohen HLOD und der Auswer‐<br />

tung der anderen Datengrundlagen rückte die Festlegung eines angestrebten LOD für das<br />

3D‐Stadtmodell in den Mittelpunkt. Der angestrebte LOD soll sich für den Praxisteil dieser<br />

Arbeit zwischen LOD 3 und LOD 4 bewegen. Für die Jahre 1160 und 2009 reichen die vor‐<br />

handenen Daten für ein solches Modell aus bzw. können in Eigenarbeit ohne hohen Auf‐<br />

wand erhoben <strong>werden</strong>.<br />

Für das Jahr 1889 wurde ein 3D‐Stadtmodell im LOD 1 angestrebt, da eine Auswertung von<br />

historischen Fotografien den zeitlichen Rahmen der Arbeit sprengen würde.<br />

Der hohe LOD der beiden anderen Zeiten ergibt sich aus folgenden Gründen:<br />

1. Die Zielsetzung dreht sich um ein 3D‐Stadtmodell nach dem momentan möglichen Stand<br />

der Technik, in der Folge ein hochdetailliertes texturiertes Modell.<br />

2. Die Ausgangsdaten lassen ein solches Modell zu.<br />

3. Um eine Art ästhetische Einheit zwischen den Modellen 1160 und 2009 zu erzielen, ist ein<br />

Modell von 2009 im LOD 3+ notwendig; gleichzeitig ist ein ähnlicher LOD notwendig, um<br />

eventuelle Vergleiche anstellen zu können.<br />

4. Um eine Basis für zukünftige Bestrebungen der Stadt im Kontext 3D‐Stadtmodelle zu le‐<br />

gen, ist ein hoher LOD richtungsweisend.<br />

5. Um ein Modell herzustellen, das auch als Touristeninformationssystem genutzt <strong>werden</strong><br />

kann, benötigt es einen relativ hohen Wiedererkennungswert, der sich in der Folge in einem<br />

hohen LOD niederschlägt [vgl. ZEILE, 2004].<br />

4.7 Erstellung des 3D‐Stadtmodells<br />

Im nachfolgenden Teil soll die Erstellung des 3D‐Stadtmodells in dokumentarischer Weise<br />

erfolgen. Dabei <strong>werden</strong> u.a. die Vorgehensweise, neue innovative Techniken und Anforde‐<br />

rungen bei der Modellerstellung beschrieben. Die verwendeten Anwendungen und Soft‐<br />

wareprodukte <strong>werden</strong> nicht detailliert in ihrer Funktionsweise beschrieben, sondern nur ihre<br />

allgemeine Aufgabe im Erstellungsprozess.<br />

Grundlegend lässt sich der Modellerstellungsprozess in 10 Teilschritte unterteilen:<br />

1. Erstellung der Geometrie<br />

2. Erstellung der Texturen<br />

3. Organisation der Geometrie<br />

4. Texturierung der Geometrie<br />

5. Erstellung der Vegetation<br />

6. Lightmapping<br />

7. Export und Organisation in Quest3D


8. Optimierung der Daten für ein Echtzeitmodell<br />

9. Erstellung der Anwendungslogik<br />

10. Integration der Metadaten<br />

11. Publizierung als Viewer<br />

4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 73<br />

Schritt 1: Die Erstellung der Geometrien<br />

Die Erstellung der Geometrien erfolgt auf Basis mehrerer Datengrundlagen und Techniken.<br />

In der Regel <strong>werden</strong> hierzu nur die Gebäudegrenzen aus der Katasterkarte als Fläche auf der<br />

Höhenachse extrudiert. Anschließend <strong>werden</strong> aus entsprechenden Daten, wie der stereos‐<br />

kopischen Auswertung der Dachlandschaften die Dachformen erstellt. WETTELS [2004] ver‐<br />

wendete dazu schon einen halb automatisierten Erstellungsprozess, bei dem DGM‐Daten,<br />

Gebäudegrenzen aus dem Kataster und Dachformen automatisiert miteinander verschnitten<br />

wurden. Die dabei generierten Gebäudekubaturen sind zwar sehr arm an Polygonen (Poly‐<br />

gon = kleinste geometrische Einheit bei der Modellierung von 3D‐Geometrien, meist meint<br />

Polygon nur ein Dreieck), was eine spätere Effizienz bezüglich der Performance bringt, aber<br />

gleichzeitig auch arm an Details ist. Deren Ausformung ist aber, bedingt durch die Festlegung<br />

auf einen LOD 3+, notwendig.<br />

Abbildung 59: Anwendung Architectural Space von Pierre Wettels zur automatischen Erzeugung von Geometrien<br />

(Wettels, 2004)<br />

Für die Erstellung der Geometrien wurde ein kombiniertes Erstellungsverfahren aus Geoda‐<br />

ten und Bilddaten verwendet. Das hierfür eingesetzte Programm war „Sketchup 7“ der be‐


74 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

kannten Firma Google. Die Gründe hierfür waren die benutzerfreundliche Bedienung, die<br />

anwendungsinterne Intelligenz bezüglich der Fangfunktionen (bekannt aus CAD‐<br />

Programmen) und die Möglichkeit, Bilder als Quelle von Geometriedaten zu verwenden. Die<br />

Funktion „Photo Match“ ermöglicht es dem Anwender, Gebäude auf Bildern in ein Flucht‐<br />

punktkoordinatensystem einzupassen und anschließend maßstäblich entlang der Gebäude‐<br />

kanten auf dem Bild Geometrien zu erzeugen.<br />

Abbildung 60: Photomatch in Sketchup 7 (eigene Darstellung)<br />

Die Vorgehensweise war folgende: Zuerst wurden Fotos des zu modellierenden Gebäudes<br />

erstellt und einer Objektivkorrektur unterzogen. Wichtig bei der Aufnahme war die Perspek‐<br />

tive, wobei immer Gebäudekanten fotografiert wurden. Dadurch waren immer mindestens<br />

zwei Gebäudeachsen sichtbar, die zur Referenzierung in „Photo Match“ verwendet <strong>werden</strong><br />

konnten. Parallel wurden zur Erstellung die im Kataster festgelegten Gebäudemaße abgegrif‐<br />

fen, um eine Verortung des Gebäudes im Stadtkontext zu gewährleisten. Einer weiterer<br />

Grund hierfür waren die Grenzen der Generierung von Geometrien aus Bilddaten. Da die<br />

Genauigkeit der erstellten Geometrien mit zunehmender Entfernung zum Bildvordergrund<br />

abnimmt, mussten die absoluten Gebäudemaße aus dem Kataster entnommen <strong>werden</strong>. Um<br />

die Genauigkeit dieses Prozesses zu erhöhen, wurden häufig zwei unterschiedliche Perspek‐<br />

tiven für die Erstellung einer Gebäudefassade gewählt, um eine Art Korrektur von Bildfehlern<br />

zu minimieren.


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 75<br />

Die Genauigkeit, welche dabei gegenüber der Realität (Ergebnis errechnet durch eigene<br />

Testmessungen) erreicht wurde, liegt im Bereich von 5‐10cm maximaler Abweichung in der<br />

Lage und 20cm maximaler Abweichung in der Höhe. Wichtig in diesem Zusammenhang ist,<br />

dass diese Abweichungen keineswegs nur das Ergebnis der bildgestützten Geometrieerstel‐<br />

lung waren, sondern, dass es sich um Fehler im digitalen Kataster handelte. Gerade die Ers‐<br />

tellung von Geometrien über das Bildverfahren (per „Photo Match“) brachte häufig die ge‐<br />

naueren Ergebnisse, welche teilweise bei einer min. Abweichung von weniger als einem Zen‐<br />

timeter lagen. Zu den Problemen in diesem Zusammenhang wird aber noch im Kapitel 5.1<br />

eingegangen.<br />

Eine weitere Neuerung bei der Erstellung der Gebäudegeometrien war die Ausrichtung der<br />

Geometrieerstellung auf eine teilgenerische Texturierung des Modells. Das heißt, die Geo‐<br />

metrien wurden so gegeneinander abgegrenzt, wie später die Geometrien mit Texturen ver‐<br />

sehen <strong>werden</strong>. Zum Beispiel wurden die Fenster geometrisch separiert konstruiert, um spä‐<br />

ter eine Fenstertextur hinein zu texturieren (vgl. Abbildung 66). Die Vorteile dieser Vorge‐<br />

hensweise <strong>werden</strong> aber noch unter dem Punkt Texturierung der Geometrien erörtert.<br />

Die Erstellung der Geländegeometrien war eine weitere große Hürde. Das vorhandene DGM<br />

besitzt zwar eine Auflösung von 1m, ist aber für den direkten Einsatz als Geländemodell für<br />

das 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> zu ungenau. Der Grund dafür liegt hauptsächlich in dem<br />

schlechten Wiedererkennungswert bei einem Vergleich mit der Realität, zumal die Topogra‐<br />

fie des Plangebiets von vielen großen Treppenanlagen geprägt ist. Diese sind auch in einem<br />

DGM mit 1m‐Raster nicht wiederzuerkennen.<br />

Abbildung 61: Vergleich zwischen Realität, DGM, und finalem Modell (eigene Darstellung)<br />

Aus diesem Grund wurde für das gesamte Plangebiet ein eigenes detailliertes DGM gefertigt,<br />

welches die Bordsteinkanten, Treppenstufen und sonstigen Topografieversprünge aufweist.<br />

Dazu wurde das bestehende DGM mit den Straßengrenzlinien aus dem Kataster in einer sog.<br />

Booleschen Operation verschnitten und anschließend generalisiert. Die Generalisierung er‐<br />

folgte sehr akribisch, um ein Maximum an Realitätsnähe beizubehalten. Dabei wurden Flä‐<br />

chen mit ähnlicher Steigung zu einer einzelnen coplanaren Fläche (siehe Glossar) generali‐<br />

siert. Die maximale Abweichung des Modell‐DGM vom DGM der airborne Laserüberfliegung<br />

liegt bei etwa 80cm (eigene CAD‐Messung). Zusätzlich wurden Bereiche, mit sehr detaillier‐<br />

ter Topografie handvermessen und separat konstruiert. In diesen Teilen liegt die Abwei‐<br />

chung von der Realität bei unter 5cm.


76 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Der Aufwand zur Erstellung der 3D‐Geometrien in Zahlen belief sich auf etwa 7 Wochen á 5‐<br />

6 Arbeitstage á 6 Stunden Arbeit pro Tag: macht etwa 231 Stunden zur Erstellung der komp‐<br />

letten Geometrie des Modells von 2009. Einen anderen Einblick geben die selbst geführten<br />

Statistiken bei der Bildschirmarbeit (durchgeführt mit dem Programm „Mousemeter“, wel‐<br />

ches die Klicks und den realen Mausweg in Meter dokumentieren) in gerundeten Werten:<br />

510.000 Mausklicks und 61 km Mausweg. Das entspricht etwa 36 Mausklicks und 4,4 Meter<br />

Mausweg pro Minute.<br />

Abbildung 62: Anwendung Mousemeter zur Analyse der Mausaktivität (eigene Darstellung)<br />

Die Geometrien des Modells von 1160 (Kaiserpfalz) wurden wie schon erwähnt vom Herstel‐<br />

ler ReUnion‐Media zur Verwendung in dieser Arbeit zur Verfügung gestellt. Da die Geomet‐<br />

rien für eine Verwendung im Renderprozess erstellt wurden, besitzen sie überdurchschnittli‐<br />

che viele Polygone. Das macht sie zum einen sehr detailliert, zum anderen aber auch schwer<br />

handhabbar in einer Echtzeitanwendung. In der Folge mussten alle Modelle auf eine Poly‐<br />

gonreduzierung hin nochmals aufwendig überarbeitet <strong>werden</strong>.<br />

Die Geometrien des Modells von 1889 wurden durch eine Digitalisierung des Bindewaldplans<br />

von 1889 erzeugt. Dazu wurde die sehr hochauflösende (5900 mal 3300 Pixel) Karte in Goog‐<br />

le Sketchup eingelesen und auf ihr die Gebäudegrenzen nachgezeichnet. Die Information<br />

über Gebäudehöhen wurde teilweise aus Fotografien und teilweise über noch erhaltene<br />

Gebäude (z. B. das Sozialamt oder die Fruchthalle) oder Interpretation des Plans (z. B. frei<br />

stehendes Einzelwohnhaus = 3 ½ Stockwerke á 3m Deckenhöhe) generiert. Dabei wurde<br />

aber nicht jedes Gebäude einzeln, sondern Baublöcke untersucht. Auch ein DGM ist in die‐<br />

sem Modell nicht vorhanden, lediglich eine plane Bodenplatte wurde als DGM erstellt.<br />

Schritt 2: Erstellung der Texturen<br />

Für die Erstellung von Texturen wird bei 3D‐Stadtmodellen meist auf hochwertige DSLR (digi‐<br />

tale Spiegelreflexkameras) mit speziellen Weitwinkelobjektiven zurückgegriffen. Der Grund<br />

dafür liegt in der Art und Weise der Texturierung. Dabei wird versucht, ein einziges Fassa‐<br />

denfoto auf eine Gebäudefront in der 3D‐Geometrie zu legen. Um den Nachbearbeitungs‐<br />

aufwand (Postprocessing) so gering wie möglich zu halten, ist es dabei sinnvoll, ein Weitwin‐<br />

kelobjektiv zu wählen, das mit seiner Perspektive eine ganze Hausfassade auf einmal erfasst.<br />

Problematisch bei dieser Vorgehensweise war bisher immer, dass störende Bildelemente wie


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 77<br />

Bäume, Fahrzeuge und Fußgänger aufwendig aus dem Bild herausretuschiert <strong>werden</strong> muss‐<br />

ten. Diese Arbeit macht in der Regel den größten Zeitaufwand bei der Erstellung eines 3D‐<br />

Stadtmodells aus. Der prozentuale Anteil liegt dabei zwischen 40 bis max. 80 Prozent (eige‐<br />

ner Erfahrungswert).<br />

Abbildung 63: Bildentzerrung in Photoshop (eigene Darstellung)<br />

Das im vorliegenden Modell verwendete Verfahren basiert hingegen auf einer Mischung aus<br />

generischer Texturierung und objektorientierter Texturierung.<br />

Theorie des neuen Verfahrens: Die Fassade eines Gebäudes ist in der Regel von einer Sorte<br />

Fenstern und ein bis zwei verschiedenen Fassadenmaterialien bestimmt. Statt wie bisher nur<br />

ein Bild, mit einer Auflösung von 1024 mal 1024 Pixeln (meistens nur 512 mal 512) als Textur<br />

für die ganze Fläche einzusetzen, <strong>werden</strong> für die Fassade eine oder zwei generische Texturen<br />

mit einer Auflösung von 256 mal 256 Pixeln verwendet. Diese besitzen eine Größe von etwa<br />

0,1m bis 0,5m in der Realität. Die Texturen <strong>werden</strong> dann flächendeckend nebeneinander<br />

wiederholt (Fachwort: Kachelung). Die zweite Textur ist die Fenstertextur mit einer Auflö‐<br />

sung von max. 512 mal 512 Pixeln. In der Summe macht das eine Gesamtauflösung der Bild‐<br />

daten von etwa 1024 mal 1024 Pixeln. Also dieselbe Größe wie die herkömmliche Methode.<br />

Da die Fassadentextur auf etwa 10m Fassadenfront wiederholt angewendet (gekachelt)<br />

wird, macht das bei einer realen Texturgröße von 0,1m und 256 mal 256 Pixeln Auflösung


78 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

eine texturierte Auflösung von 25.600 Pixeln für eine Gebäudefassade. Ähnlich verhält es<br />

sich mit der Fenstertextur, die auch mehrfach verwendet wird.<br />

Abbildung 64: Methodenvergleich, links herkömmliche Methode, rechts im Erstellungsprozess verwendete Methode<br />

(eigene Darstellung)<br />

Die Vorteile dieses Verfahrens liegen auf der Hand:<br />

1. erhöht sich durch die stark vergrößerte Auflösung der Detaillierungsgrad erheblich<br />

2. können gewöhnliche Kameras verwendet <strong>werden</strong>, da kein Gesamtbild der Fassade<br />

mehr erstellt <strong>werden</strong> muss, sondern nur noch kleinformatige Materialproben der<br />

Fassade genommen <strong>werden</strong><br />

3. eine aufwendige Retuschierung der Fassadenbilder, die den Großteil des Postproces‐<br />

sings ausmacht, entfällt, da meist nur ein kleines Stück der Fassade fotografiert wer‐<br />

den muss<br />

4. sich die Gesamttexturmenge verringert (gerechnet in MB Grafikkartenspeicher)<br />

5. die Geschwindigkeit erheblich erhöht wird, da eine Grafikkarte viele kleine Dateien<br />

schneller bearbeiten und darstellen kann als eine große Textur. Der Grund dafür ist<br />

die Speicherbandbreite der Grafikkarte<br />

6. Durch die eingesparte Menge an Grafikspeicher können entweder mehr Gebäude<br />

texturiert <strong>werden</strong> oder dieselbe Menge aufwendiger mit einer höheren Auflösung.<br />

(Beispielrechnung: 1 mal 1024 2 Pixel (herkömmliche Fassadentextur) verbraucht 3Mb<br />

Grafikspeicher; 2 mal 256 2 Pixel (Fassadentextur)plus 1 mal 512 2 Pixel (Fenstertextur)<br />

verbraucht zusammen 556Kb Grafikspeicher bei Anwendung der neuen Methode)<br />

Die Hauptvorteile liegen aber in der enormen Zeitersparnis durch die wegfallende Nach‐<br />

bearbeitung der Fassadenbilder, die vergrößerte Menge an verfügbarem Grafikspeicher und<br />

die größere Performance im eigentlichen 3D‐Stadtmodell.<br />

Die Erstellung der verwendeten Texturen geschah durch Fotografie der Gebäude. Anschlie‐<br />

ßend wurden die Bilder vollautomatisch einer Linsenkorrektur mit dem Programm „Adobe<br />

Photoshop CS4“ und dem Plug‐in PTLens unterzogen. Danach wurden die Bilder in Texturen


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 79<br />

umgewandelt. Die Fassadentexturen wurden über geringe Bildretusche „kachelbar“ gemacht<br />

(siehe Bild unten). Die genaue Beschreibung dieses Vorgangs ist allgemein bekannt und wird<br />

von ZEILE [2004] umfassend dargestellt.<br />

Abbildung 65: Prinzip der Kachelung von Texturen (eigene Darstellung)<br />

Die Texturen für das Modell von 1160 (Kaiserpfalz) kamen zu einem sehr späten Zeitpunkt im<br />

Erstellungsprozess des 3D‐Stadtmodells dieser Arbeit. Zusätzlich stellte sich heraus, dass die<br />

Texturen für eine Verwendung in einem Echtzeitmodell aus mehreren Gründen ungeeignet<br />

waren. Alternativ hätte das komplette Modell von 1160 in Handarbeit mit selbst erstellten<br />

Texturen texturiert <strong>werden</strong> müssen. Um den Rahmen der Arbeit nicht zu sprengen und die<br />

Fertigstellung des restlichen Modells zu sichern, wurde vom Autor der Arbeit entschieden,<br />

das Modell von 1160 abstrahiert darzustellen. Dazu wurde es aus inhaltlichen und ästheti‐<br />

schen Gründen nur mit einer Farbe und Lightmaps (siehe Schritt 6) texturiert.<br />

Schritt 3: Organisation der Geometrie<br />

Als dritten Schritt wurden die erstellten Geometrien über das Autodesk DGW‐Format in das<br />

3D‐Modellierungsprogramm 3D‐Studio‐Max 9 des Anbieters Autodesk migriert. Der Grund<br />

dafür liegt in der Möglichkeit die Daten gut zu strukturieren, den guten Exportfunktionen<br />

(mehr mögliche Exportformate), der Möglichkeit, von komplexeren Texturierungsfunktionen


80 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

und der Fähigkeit, sog. Lightmaps zu erzeugen. Die Anwendung gilt im Erstellungsprozess<br />

von texturierten 3D‐Geometrien und Computerspielen als Standard [www.autodesk.com].<br />

Die Texturierung über die Anwendung Google Sketchup wäre zwar auch möglich gewesen,<br />

hätte aber zu schlechteren Ergebnissen bei Texturierung und Lightmapping geführt. Zudem<br />

waren nur unzureichende Exportfunktionen für einen konsistenten Workflow vorhanden.<br />

Schritt 4: Texturierung der Geometrie<br />

Mit den Texturierungsfunktionen des 3D‐Modellierungs‐Programms 3D‐Studio‐Max 9 wur‐<br />

den die Geometrien mit Texturen belegt und mit sog. Texturkoordinaten versehen.<br />

Letztere legen fest, wie eine Textur auf einer Geometrie ausgerichtet ist, und sind für die<br />

Darstellung in der späteren Echtzeitanwendung von elementarer Bedeutung.<br />

Die Erstellung der Texturen und die Texturierung der aller Geometrien dauerte 8 Wochen á<br />

5‐6 Tage pro Woche á 8 Stunden Arbeit pro Tag: macht zusammen 352 Stunden.<br />

Bezüglich der verwendeten Statistik der Bildschirmarbeit wurden bei den Schritten 2 und 4<br />

insgesamt 360.000 Mausklicks getätigt und 50 Km Mausweg zurückgelegt. Das entspricht<br />

etwa 18 Mausklicks und 2,4 Meter Mausweg pro Minute.<br />

Für die Erstellung der Geometrien und der Texturen wurden mit einer handelsüblichen Digi‐<br />

talkamera (Panasonic Lumix TZ5, 9 Megapixel) etwa 3000 Einzelfotos mit einem Datenvolu‐<br />

men von etwa 15 Gb (Gigabyte) gemacht.<br />

Abbildung 66: Texturierung der Geometrien in 3D Studio Max (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 81<br />

Schritt 5: Erstellung der Vegetation<br />

Ein sehr wichtiges Element bei der Erstellung von 3D‐Stadtmodellen ist seine Ausstattung<br />

mit Vegetationselementen. Die Bäume und Grünelemente sind für die Wiedererkennung<br />

und damit für die Akzeptanz des Modells von entscheidender Bedeutung.<br />

Der Stadtkern von <strong>Kaiserslautern</strong> ist geprägt von zahlreichen Baumgruppen und sog. Stra‐<br />

ßenbegleitgrün. Das bedeutet, dass die vorhandene Raumstruktur des Stadtkerns stark von<br />

Bäumen und Büschen beeinflusst wird. Für die Erstellung eines 3D‐Stadtmodells mit einem<br />

LOD 3+ sind Vegetationselemente üblich. Für die Verwendung desselben als Touristeninfor‐<br />

mationssystem sind Vegetationselemente noch wichtiger.<br />

Für die Darstellung von Vegetationselementen gibt es verschiedene Methoden. Das Haupt‐<br />

problem dabei ist aber immer die Darstellung von Blättern. Da ein 3D‐Stadtmodell geomet‐<br />

risch immer auf Polygonen basiert, würde die Modellierung eines Baumes mit allen Blättern<br />

(eine 80 jährige Buche hat etwa 800.000 Blätter [www.wikipedia.de]) die Kapazitäten des<br />

Computers sprengen. Schon ein Baum mit diesen Daten wäre ausreichend, um die Darstel‐<br />

lungsgrenzen eines Echtzeitmodells auszulasten. Die Darstellung von etwa 150 Bäumen wie<br />

im 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> wäre unmöglich.<br />

In Zusammenhang mit der Lösung dieses Problems haben sich zwei Methoden durchgesetzt.<br />

Die erste Methode regelt die Darstellung von Vegetation über sog. Billboards.<br />

Definition: Billboard (eigene Definition)<br />

Ein Billboardelement meint im Kontext der 3D‐Stadtmodelle eine Scheibe, die mit einer teil‐<br />

transparenten Textur belegt ist, um komplexe Elemente mit sehr wenigen Polygonen darzus‐<br />

tellen. In der Regel <strong>werden</strong> polygonreiche Elemente wie Vegetation oder Personen durch<br />

Billboards ersetzt, um die Computerkapazitäten zu schonen [vgl. www.microsoft.com].<br />

Häufig <strong>werden</strong> statt einfachen Scheiben sog. kreuzförmige Billboards (auch XFrogs genannt)<br />

verwendet, die sich mit der Kameraperspektive mitdrehen. Dadurch kann man ganze Wälder<br />

darstellen, ohne die Kapazitäten des Computers zu belasten. Die Qualität ist abhängig von<br />

der gewählten Textur.<br />

Der größte Nachteil ist der fehlende Realismus bei dieser Methode. Der Nutzer erkennt<br />

zwar, dass es sich um Vegetation handelt, die Wiedererkennung wird dadurch aber häufig<br />

herabgesetzt. Ein weiteres Problem ist die Erstellung von Lightmaps. Bei der Verwendung<br />

von Billboardbäumen kommt es bei der Erstellung von Lightmaps zu sehr unrealistischen<br />

Schatten.<br />

Trotzdem gibt es Hersteller, die diese Methode perfektioniert haben und Billboards in her‐<br />

vorragender Qualität anbieten [vgl. www.greenworks.de]. Der Preis ist aber enorm hoch und<br />

nur für größere Projekte mit entsprechender planerischer Relevanz vertretbar (z.B. die Vi‐<br />

sualisierung einer Bundesgartenschau).


82 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Abbildung 67: Vergleich, links Billboard‐Baum; rechts im Erstellungsprozess verwendete Bäume (eigene Darstellung)<br />

Die zweite Methode ist die Abstraktion des Baumes auf seine wesentlichen Elemente wie<br />

den Stamm, die Äste und die Blätter. Ein einziger Hersteller hat es geschafft, eine Kombina‐<br />

tion aus geometrischen Bäumen und niedrigen Polygonzahlen zu erstellen. Der Hersteller<br />

von 3D‐Bäumen „Speedtree“ vertreibt eine Software gleichen Namens zur generischen Ers‐<br />

tellung aller Arten von Vegetation. Die Anzahl der Polygone variiert dabei zwischen 500 und<br />

1500 Polygonen pro Element, was branchenweit einmalig ist. Kombiniert mit dynamischen<br />

LOD (also Veränderung des LOD eines Objektes abhängig von seiner Entfernung zur Betrach‐<br />

terposition) ist die Darstellung fotorealistischer Wälder kein Problem. Die Software kommt<br />

aber fast ausschließlich in kommerziellen Projekten der Unterhaltungsindustrie (Computer‐<br />

spielen) zum Einsatz, da allein der Vertrieb eines Spiels die extremen Kosten von 10.000 Dol‐<br />

lar pro Projekt ausgleichen kann. Der Hersteller besitzt auf dem Gebiet der 3D‐Vegetation<br />

ein absolutes Marktmonopol, welches er sehr gut schützt. Der Einsatz in der Planung wäre<br />

zwar von enormem Vorteil und wünschenswert, ist aber durch die hohen Kosten unrealis‐<br />

tisch.<br />

Für das 3D‐Stadtmodell in dieser Arbeit wurde der Hersteller um eine Testversion oder ein<br />

kostenloses Testexemplar der Anwendung gebeten. Nach der Sichtung einer 30‐tägigen<br />

Testversion, für welche ein eigener Nutzungsvertrag erforderlich war, konnte die Erstel‐<br />

lungsmethode der Bäume vom Autor adaptiert <strong>werden</strong>.


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 83<br />

Durch einen eigens entwickelten Herstellungsprozess konnten ähnlich realistische 3D‐Bäume<br />

für den Praxisteil der Arbeit erstellt <strong>werden</strong>.<br />

Dazu wurden in der Anwendung Xfrog des Herstellers Greenworks, welche relativ preisgüns‐<br />

tig (etwa 300 Dollar) ist, Stämme mit sehr wenigen Polygonen erstellt und nach 3D Studio<br />

MAX exportiert. Dort wurden unter Anwendung komplexer Programmfunktionen Billboards<br />

mit Blatttexturen an die Äste des Baumes angegliedert und der Stamm texturiert.<br />

Insgesamt wurden im 3D‐Stadtmodell der Arbeit etwa 150 Bäume in drei verschiedenen<br />

Qualitäten verwendet. Diese machen den Großteil der 3D‐Geometrien aus (etwa 350.000<br />

Polygone).<br />

Abbildung 68: Anwendung Speedtree mit einem Baum (IDV Inc., 2009, und eigener Screnshot)<br />

Schritt 6: Lightmapping<br />

Definition: Lightmapping<br />

Unter dem Begriff Lightmapping versteht man ein Verfahren Schatten in einem 3D‐Modell<br />

vorzuberechnen und anschließend in ein Bild (Lightmap) zu speichern.<br />

Das Modell mit Lightmaps zu versehen, geschah basierend auf dem gewählten LOD 3+ und<br />

der großen zur Verfügung stehenden Menge an Grafikspeicher, welche sich durch die neue<br />

Texturerstellungsmethode ergab. Lightmaps erhöhen den Wiedererkennungswert eines Mo‐<br />

dells sehr und tragen stark zur späteren Akzeptanz des Modells bei den Adressaten bei. Dies


84 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

gelingt durch den höheren Realitätsgrad durch ein Modell mit Schattenwurf, da in der Reali‐<br />

tät die Seiten eines Gebäudes fast nie gleichmäßig belichtet sind.<br />

Die Alternative zu Lightmaps stellt die Berechnung der Schatten in Echtzeit dar. Diese Me‐<br />

thode war aber bis heute extrem hardwareintensiv und bei flächigen 3D‐Stadtmodellen aus<br />

Kapazitätsgründen nicht anwendbar. Es gibt heute innovative Ansätze im Bereich der Soft‐<br />

wareproduzenten und extremleistungsfähige Grafikkarten, die dieses Problem lösen. Da das<br />

Modell aber einem möglichst großen Publikum zur Verfügung stehen soll, wurde im Praxis‐<br />

teil auf Lightmaps statt Echtzeitschatten gesetzt.<br />

Die Erstellung funktioniert halb automatisch aus der Anwendung 3D‐Studio Max heraus. Da‐<br />

zu muss für die 3D‐Daten ein zweiter Texturkoordinatensatz erstellt <strong>werden</strong> und anschlie‐<br />

ßend über eine sog. „Render to Texture“‐Funktion die Lightmaps als Bilddateien gespeichert<br />

<strong>werden</strong>. Der verwendete Renderer war VRay des Herstellers Chaos Group. Die Auswahl wur‐<br />

de wegen der hohen Geschwindigkeit und der sehr hohen Qualität im Bezug auf den Realis‐<br />

mus der Schattenberechnung des Renderplug‐ins getroffen.<br />

Abbildung 69: Vergleich, links Szene ohne Lightmaps, rechts Szene mit Lightmaps (eigene Darstellung)<br />

Schritt 7: Export der Daten nach Quest3D<br />

Die Anwendung Quest3D (Version 4.2.2) des Herstellers Act 3D ist eine C++ basierte 3D‐<br />

Engine, welche mit einer containerbasierten Programmierung die Echtzeitvisualisierung von<br />

3D‐Inhalten ermöglicht. Sie wurde auf Grund ihrer umfangreichen Editierbarkeit, ihrer her‐<br />

vorragenden Performance und der guten Bedienbarkeit ausgewählt.<br />

Die Entscheidung für eine 3D‐Engine‐basierte Visualisierung wurde getroffen, weil diese Me‐<br />

thode die beste Qualität sowie Performance für 3D‐Stadtmodelle birgt und die individuelle<br />

Editierung und Gestaltung am besten mit den Anforderungen an heutige 3D‐Stadtmodelle<br />

korreliert.<br />

Zur Integration von Daten in Quest3D steht vornehmlich das Datenformat der Grafikschnitt‐<br />

stelle DirectX (Microsoft), das X‐Format (kurz: x‐Files), zur Verfügung. Dieses textbasierte<br />

Format speichert die Geometrie‐ und Texturkoordinaten in einer Datei und ist auf maximale<br />

Kompatibilität mit der Grafikhardware ausgerichtet. (Vgl. Kap. 2.2.4) Es kann aus den meis‐<br />

ten 3D‐Modellierungsprogrammen heraus exportiert <strong>werden</strong>.


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 85<br />

Nach der Migration der Daten nach Quest3D <strong>werden</strong> diese in Untergruppen (sog. Channelg‐<br />

roups) organisiert.<br />

Abbildung 70: Anwendung Quest3D; von links nach rechts: Editor, Kamerascreen, Channelgroups (eigene Darstellung)<br />

Schritt 8: Optimierung der Daten und Erstellung der Programmlogik in Quest3D<br />

Nach der Organisation der Daten müssen diese noch optimiert <strong>werden</strong>, um ein Maximum an<br />

Qualität und Performance zu gewährleisten.<br />

Zum einen müssen die vorhandenen Texturen, welche als JPEG‐Bild‐Datei vorliegen, in das<br />

DDS‐Format umgewandelt <strong>werden</strong>, da es bei der Verwendung von JPEGs zu starken Leis‐<br />

tungseinbußen kommt. Der Grund dafür liegt darin, dass JPEGs ein komprimiertes Bilddaten‐<br />

format sind, die bei Verwendung als Textur von der Grafikkarte erst dekomprimiert <strong>werden</strong><br />

muss und dadurch zusätzlichen Speicher belegt. Ein weiterer Vorteil des DDS‐Formats ist die<br />

integrierte, berechnete Verwendung von MIP‐MAP‐Leveln. Dabei geht es um die dynamische<br />

Reduzierung der Texturgröße mit zunehmender Entfernung zum Betrachter, dieser Aspekt<br />

soll an dieser Stelle aber nicht näher ausgeführt <strong>werden</strong> [www.modwiki.net].<br />

Zur Erstellung von DDS‐Dateien wird ein Open‐Source‐Programm (DDS‐Converter 2.1) ver‐<br />

wendet.<br />

Abbildung 71: DDS‐Converter (eigene Darstellung)<br />

Nach der abschließenden Einbindung der darzustellenden Daten kommt als nächster Schritt<br />

die Erstellung der anwendungsinternen Logik. Das heißt, es muss eine Benutzeroberfläche<br />

(auch GUI = Graphics User Interface genannt) erstellt <strong>werden</strong> sowie eine Logik, welche das<br />

„Drücken“ der Knöpfe ermöglicht. Dabei <strong>werden</strong> im Wesentlichen die Prinzipien von „wenn,


86 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

dann, oder“ angewendet. Allerdings ist eine Einarbeitung in die Anwendungslogik des Prog‐<br />

rammes Quest3D und grundlegender Programmiertechniken unerlässlich.<br />

Folgende Funktionen sollen in die Anwendung eingebaut <strong>werden</strong>:<br />

1. ein Informationsbildschirm zu Beginn der Anwendung<br />

2. eine pragmatische Steuerung über das GUI<br />

3. eine Steuerung ohne GUI<br />

4. eine Kollision mit der Geometrie<br />

5. eine Screenshot‐Funktion<br />

6. eine Funktion zur Abfrage von Metadaten<br />

7. eine Funktion zur Überblendung verschiedener Modelle ineinander<br />

8. eine Funktion zum dynamischen Wechsel zwischen den einzelnen Modellen<br />

Funktion 1: Informationsbildschirm<br />

Zu Beginn der Anwendung wird der Anwender über einen Informationsbildschirm über die<br />

grundlegende Steuerung und die Inhalte der Anwendung aufgeklärt.<br />

Abbildung 72: Infoscreen der Anwendung (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 87<br />

Funktion 2: Darstellung des GUI<br />

Das GUI besteht aus den Navigationstasten, der Infomodus‐Taste, um die Infopunkte zu akti‐<br />

vieren, der Einblenden‐Taste, um andere Modelle in die aktuelle Szene einzublenden, die<br />

Hilfe‐Taste, um Informationen über die Inhalte, den Zweck und die Urheber der Anwendung<br />

darzustellen, und dem Zeitstrahl, um zwischen den verschiedenen Modellen hin und her zu<br />

schalten.<br />

Abbildung 73: Screenshot der Anwendung mit eingeschaltetem GUI (eigene Darstellung)


88 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Funktion 3: Navigation ohne GUI<br />

Bei Ausblendung des GUI wird eine Steuerung entweder über die Richtungstasten oder über<br />

die Buchstaben W,A,S,D in Kombination mit der Maus aktiviert. Über die Tasten Bildlauf<br />

oben und unten kann die Höhe geändert <strong>werden</strong>. Die Bewegung der Maus hat eine Ände‐<br />

rung der Blickrichtung zur Folge.<br />

Abbildung 74: Screenshot der Anwendung mit ausgeblendetem GUI (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 89<br />

Funktion 4: Kollision mit der Geometrie<br />

Die Navigation wird durch eine permanente Kollisionserkennung mit der dargestellten Geo‐<br />

metrie bestimmt. Es kann u.U. zu einem Fehler in der Kollisionslogik kommen, und eine Na‐<br />

vigationssperre kann eintreten. Die Ursache dafür liegt in einem Softwareproblem. Um die‐<br />

ses Problem zu beheben, wurde eine Positionsverschiebung über die K‐Taste eingebaut, wel‐<br />

che die Navigationssperre aufhebt.<br />

Abbildung 75: Screenshot der Anwendung, Darstellung von Kollisionsobjekten (eigene Darstellung)


90 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Funktion 5: Screenshots<br />

Durch Betätigen der B‐Taste können aus der Anwendung heraus Screenshots (Bildschirmfo‐<br />

tos) erstellt <strong>werden</strong>, welche von der Anwendung auf dem Desktop abgelegt <strong>werden</strong>.<br />

Abbildung 76: Screenshots der Anwendung <strong>werden</strong> auf dem Desktop abgelegt (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 91<br />

Funktion 6: Abfrage von Metadaten<br />

In die Anwendung wurde ein System zur Darstellung und die Abfrage von Metadaten einge‐<br />

baut. Dieses System arbeitet mit sog. Infopunkten. Diese wurden gewählt, um die Übersicht‐<br />

lichkeit des Modells nicht einzuschränken und dennoch die Auffindbarkeit von Interaktions‐<br />

punkten zu ermöglichen. Vorbild für die Idee dazu war im Übrigen auch hier die Unterhal‐<br />

tungsindustrie, in der sich dieses System der Infopunkte über Jahre bewährt hat.<br />

Zur Darstellung muss der Anwender die Infomodus‐Taste drücken und kann dann durch ei‐<br />

nen Mausklick auf den Infopunkt Informationen über das jeweilige Objekt, in dessen Nähe er<br />

steht, erhalten. Die Informationen <strong>werden</strong> in einem roten Pop‐up‐Fenster dargestellt und<br />

geben auch Verweise auf die bestehenden anderen Modelle. Dadurch wird der Nutzer dazu<br />

animiert, sich den kompletten Inhalt der Anwendung anzusehen.<br />

Abbildung 77: Infopunkte in der Anwendung (eigene Darstellung)<br />

Abbildung 78: Darstellung von Metadaten im Infopop‐up (eigene Darstellung)


92 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Funktion 7: Überblendung anderer Modelle<br />

Über die Einblenden‐Taste kann der Nutzer sich zusätzlich zum dargestellten Inhalt ein wei‐<br />

teres Modell (z.B. die Kaiserpfalz) einzublenden.<br />

Abbildung 79: Gegenwartsmodell mit eingeblendetem Modell der Kaiserpfalz (eigene Darstellung)<br />

Funktion 8: dynamischer Wechsel zwischen den Modellen<br />

Der im unteren Bereich des GUI angeordnete Zeitstrahl stellt die Funktion zum dynamischen<br />

Wechsel zwischen den einzelnen Modellen. Durch Anklicken der Uhr auf dem Zeitstrahl und<br />

anschließendes Verschieben der Uhr auf eine andere Zeit wird dynamisch das entsprechen‐<br />

de Modell dargestellt. Bei der ersten Betätigung kann es zu einer kurzen Verzögerung kom‐<br />

men, die abhängig von der Hardwareausstattung des Computers ist.<br />

Die jeweilige aktive Zeit wird zusätzlich durch eine Rotfärbung der Jahreszahl und des ent‐<br />

sprechenden Symbol angezeigt.<br />

Abbildung 80: Zeitstrahl zum Wechseln der angezeigten Zeit (eigene Darstellung)


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 93<br />

Schritt 9: Integration von Metadaten<br />

Nach der Erstellung der Anwendungslogik können ohne größeren Aufwand die Metadaten,<br />

per Texteingabe eingetragen <strong>werden</strong>. Weiterhin könnten zusätzliche Infopunkte erstellt<br />

<strong>werden</strong>, und nach Belieben Metadaten eingefügt <strong>werden</strong>.<br />

Abbildung 81: Anwendung Quest, Eingabefenster für Metadaten (eigene Darstellung)


94 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Schritt 10: Publizierung als Viewer<br />

Nach der Abarbeitung des Erstellungsprozesses kann das komplette Modell über eine „Publi‐<br />

zieren“‐Funktion in eine einzelne Ausführungsdatei (Fachwort: „Executable“) zusammenge‐<br />

fasst <strong>werden</strong>. Dabei wird die interne Anwendungslogik beibehalten. Die finale Zusammen‐<br />

führung aller Daten in eine Executable hat den Vorteil, dass die Anwendung sehr portabel<br />

und sehr sicher bezüglich der integrierten Daten ist. Nachteilig dabei ist, dass alle Daten auf<br />

einmal geladen <strong>werden</strong>. Dies kann auf Rechnern mit geringerer Leistungsfähigkeit zu langen<br />

Ladezeiten führen. Daneben stehen als Publizierungs‐Formate noch die eines Installers, bei<br />

dem das gesamte Projekt als Anwendung auf dem Computer installiert wird, und die Veröf‐<br />

fentlichung als webbasierter Viewer zur Verfügung.<br />

Die Statistik bezüglich der Bildschirmarbeit stellt für die Punkte 8, 9 und 10 des Erstellungs‐<br />

prozesses 3 Wochen á 5‐6 Tage á 8 Stunden Arbeit fest: macht zusammen 132 Stunden. Zu‐<br />

sätzlich wurden 127.000 Mausklick getätigt und 18 km Mausweg zurückgelegt. Das ent‐<br />

spricht 16 Mausklicks und 2,3 Meter Mausweg pro Minute.<br />

Abbildung 82: Anwendung Quest3D, Publish‐Funktion (eigene Darstellung)<br />

Die Statistik für die komplette Erstellung des 3D‐Stadtmodells: 18 Wochen á 5‐6 Tage pro<br />

Woche á 6‐8 Stunden pro Tag: macht min. 715 Stunden Arbeit, da z. B. die Zeit für die Erstel‐<br />

lung der Vegetation nicht mit erfasst wurde. Insgesamt wurden 997.000 Mausklicks getätigt<br />

und 129km Mausweg zurückgelegt. Das macht im Schnitt: 23 Mausklicks und 3 Meter<br />

Mausweg pro Minute.


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 95<br />

4.8 Inhalte und technische Möglichkeiten<br />

Nach dem der Erstellungsprozess abgeschlossen wurde, sollen nun die Inhalte des Modells<br />

und mögliche Erweiterungen und technische Möglichkeiten diskutiert <strong>werden</strong>.<br />

Modell 2009<br />

Das 3D‐Stadtmodell besitzt in der Gegenwart ein LOD‐3‐ bis LOD‐4‐Modell. Dieses bietet<br />

einen realistischen Überblick über die tatsächliche Raumstruktur und ist als Basis für öffent‐<br />

liche Diskussionen durch seinen hohen Wiedererkennungswert hervorragend geeignet. Alle<br />

integrierten Gebäude sind mit einer sehr hohen Detailtreue erstellt worden und weichen nur<br />

unwesentlich vom Original ab.<br />

Eine weitere Erhöhung des LOD ist nur noch durch sehr aufwendige Detailmodellierung oder<br />

den Einsatz spezieller Darstellungstechniken, wie Normal‐Mapping oder Steep‐Paralax‐<br />

Mapping (beides Techniken zur Verstärkung der Tiefenwirkung von Geometrien) möglich.<br />

Weiterhin könnte durch eine Integration einer größeren Zahl von Raummöbeln wie Later‐<br />

nen, Pollern oder Parkuhren ein höherer LOD erreicht <strong>werden</strong>. Diese wurden absichtlich<br />

weggelassen, um den planerischen Wert des Modells nicht zu mindern. Auch Büsche und<br />

kleinräumige Vegetation wurden bewusst weggelassen, um eine bessere Übersichtlichkeit zu<br />

gewährleisten. Vor allem die Treppenanlage im Bereich des Rathausvorplatzes wäre mit vol‐<br />

ler Vegetation nicht mehr übersichtlich navigierbar. Alle genannten Elemente sind aber ohne<br />

Weiteres nachträglich einfügbar.<br />

Auch die Darstellungsqualität der Pflanzen ist noch verbesserbar. Die verwendeten Bäume<br />

im Modell können nur als Exempel gelten, da es insgesamt nur drei verschiedene Sorten<br />

gibt. Ihre Erstellung war sehr aufwendig, für das Modell sollten aber keine scheibenartigen<br />

Billboards zu Einsatz kommen. Durch den Einsatz einer differenzierten Vegetation ist eine<br />

Steigerung des Wiedererkennungswertes und des LOD auf jeden Fall möglich.<br />

Insgesamt ist der Erstellungsprozess wiederholbar und rückwärts editierbar. Das heißt, Än‐<br />

derungen können sehr leicht vorgenommen <strong>werden</strong> und der Workflow ist keine „Einbahn‐<br />

straße“. Dies ist vor allem im Hinblick auf die Schaffung eines langfristigen Workflows zur<br />

Erstellung eines 3D‐Stadtmodells der Gesamtstadt wichtig.<br />

Die integrierten Metadaten können beliebig abgefragt <strong>werden</strong> und können, im Sinne einer<br />

Erweiterung, auch mit anwendungsexternen Inhalten verknüpft <strong>werden</strong>. Die Realisierung<br />

einer Datenbankanbindung wurde aus Zeitgründen in dieser Arbeit aber nicht durchgeführt.<br />

Damit wären z. B. die Metadaten im Modell, ähnlich wie bei den Virtual Globes, dynamisch<br />

aktualisierbar. Ein weiteres sinnvolles Feature stellen Verknüpfungen zu Internetauftritten<br />

dar. Bei der Aktivierung bestimmter Infopunkte würde im Modell oder extern ein Fenster mit<br />

dem passenden Internetauftritt geöffnet. Dieser Punkt ist u.a. einen Ansatz zu einem Refi‐<br />

nanzierungsmodell. Da im Modell auch Gebäude des Einzelhandel dargestellt <strong>werden</strong>, könn‐<br />

te man gegen eine Gebühr eine Texturierung mit dem Logo des Einzelhandelbetriebs integ‐<br />

rieren und einen Infopunkt mit einem Link auf seinen Internetauftritt.


96 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

Modell 1889<br />

Das Modell von 1889 ist ein LOD 1 Modell ohne Texturierung. Es stellt aber einen nicht zu<br />

unterschätzenden Wert in Bezug auf zukünftige Planungen dar, da es die alte Stadtstruktur<br />

in der Gegenwart übersichtlich darstellt und planerische Rückschlüsse und Analysen zulässt.<br />

Weiterhin lässt sich das Modell gegen eines mit einem höheren LOD austauschen.<br />

Modell 1160<br />

Das Modell von 1160 beruht zwar auf einer monatelanger Recherchearbeit der Firma ReUni‐<br />

on‐Media bezüglich der möglichen historischen städtebaulichen Situation, kann aber nur als<br />

wahrscheinlicher Rekonstruktionsversuch der historischen Realität gelten. Um die Maßstäbe<br />

der Denkmalpflege oder der Archäologie durchzusetzen, müssten wesentlich größere Pro‐<br />

jektlaufzeiten und Finanzierungspläne aufgestellt <strong>werden</strong>. Das Modell gibt dennoch einen<br />

guten Überblick über die Situation der alten Kaiserpfalz und seiner Umgebung. Sowohl für<br />

Planer als auch für Bürger der Stadt, Touristen und sonstige Interessierte stellt dieses Modell<br />

eine hervorragende Informationsquelle dar. Ein Einsatz in städtischen Museen, in der Touris‐<br />

tinfo, dem Theodor‐Zink‐Museum <strong>Kaiserslautern</strong> oder im Foyer des Rathauses ist denkbar.<br />

Weiterhin könnte das Modell in Schulen im Geschichtsunterricht eingesetzt <strong>werden</strong><br />

[www.stadtplanungsamt‐bamberg.de]<br />

Die historischen Inhalte können nur als Exempel dienen, nachdem nach genauer Recherche<br />

festgestellt wurde, dass die Erstellung historischer 3D‐Inhalte mit hohen HLOD nur in Zu‐<br />

sammenarbeit mit anderen Wissenschaften möglich ist. Trotzdem zeigen sie auf, wie ein<br />

historisches 3D‐Stadtmodell erstellt und visualisiert <strong>werden</strong> kann. Auch ihr Nutzen für ver‐<br />

schiedene Anwendungsfelder ist im Modell erkennbar. Denkbar wäre eine langfristig ange‐<br />

legte Erstellung von Einzelmodellen der Geschichte, welche Stück für Stück in das vorliegen‐<br />

de Modell integriert <strong>werden</strong>.<br />

Die möglichen Einsatzfelder sollen aber im nachfolgenden Kapitel genauer beleuchtet wer‐<br />

den.<br />

4.9 Einsatzfelder und Weiterbearbeitung<br />

Die möglichen Einsatzfelder von 3D‐Stadtmodellen <strong>werden</strong> von ZEILE [2004] sehr ausführlich<br />

beschrieben und decken eine große Bandbreite an Möglichkeiten ab. KIRMSE [2006] geht<br />

ebenfalls sehr detailliert auf die potenziellen Anwendungsfelder ein, unterscheidet aber<br />

noch genauer, indem er den notwendigen LOD für das jeweilige Anwendungsfeld qualifiziert.<br />

Im Folgenden sollen die Einsatzfelder eines historischen 3D‐Stadtmodells beleuchtet wer‐<br />

den.<br />

Das Ziel, ein digitales historisches 3D‐Stadtmodell zu erstellen, wurde erfüllt. Doch wofür<br />

lässt sich ein solches Modell nutzen? Gerade für die Neuplanung des Rathausareals ist dieses<br />

Modell von großem Nutzen. Die Planer können zum einen die aktuelle und die historische<br />

Situation besser beurteilen und bekommen eine völlig neue Sichtweise bezüglich ihrer Pla‐<br />

nungen. Auch die Dimension der historischen Baukörper kann besser bemessen <strong>werden</strong>.


4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> 97<br />

Denkbar wäre ein Variantenmodell, bei dem Neuplanungen in das vorliegende 3D‐<br />

Stadtmodell integriert <strong>werden</strong> und zur Präsentation im Stadtrat und in der Öffentlichkeit<br />

genutzt <strong>werden</strong>. Allen Beteiligten wäre ein besserer Zugang zum Thema gewährt, und auch<br />

Laien könnten die Bedeutung und Auswirkung von Neuplanungen besser beurteilen.<br />

Ein weiterer Einsatzzweck könnte der eines Touristeninformationssystems sein. Kaiserslau‐<br />

tern ist, mit seiner Nähe zum Pfälzer Wald, dem 1.FCK und nicht zuletzt wegen seiner histori‐<br />

schen Vergangenheit, das Ziel von Touristen. Wie in Kapitel 4.1 schon erwähnt, plant die<br />

Stadt eine Verbesserung der touristischen Nutzung des Areals um die bestehenden histori‐<br />

schen Bauten. Dazu wäre der Aufbau eines Touristeninformationssystems denkbar, bei dem,<br />

an verschiedenen Stellen im Stadtkern, Terminals aufgebaut <strong>werden</strong>, an denen sich der Nut‐<br />

zer (in diesem Fall der Tourist) über die Historie bestimmter Lokalitäten informieren kann.<br />

Durch die zeitliche Dimension des 3D‐Stadtmodells würde er auch einen optischen Eindruck<br />

von der Vergangenheit bekommen.<br />

Abbildung 83: Beispiel für ein Terminal des Touristeninformationssystems (eigene Darstellung)<br />

Zudem stellt das 3D‐Stadtmodell ein Produkt dar, welches an Touristen vermarktet <strong>werden</strong><br />

kann. Hier ist ein Ansatz für ein Refinanzierungskonzept für die Kosten eines solchen Modells<br />

erkennbar.<br />

Alles in allem würde ein solches Touristeninformationssystem auf Basis des vorliegenden 3D‐<br />

Stadtmodells das historische Verständnis der Stadt bei allen potenziellen Nutzern verbes‐<br />

sern.<br />

Wie oben schon erwähnt, kann dieses Modell auch als Ausgangpunkt für ein gesamtstädti‐<br />

sches Modell dienen, bei dem die Fläche der Stadt in Einzelprojekten modelliert, texturiert


98 4. 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong><br />

und dann an das Modell des Stadtkerns angegliedert <strong>werden</strong> kann. Dies kann sowohl für<br />

Modelle der Gegenwart als auch für historische Modelle gelten. Die Erweiterung des 3D‐<br />

Stadtmodells um historische Teilmodelle unterscheidet sich lediglich im Zeitfaktor von einer<br />

Erweiterung mit Gegenwartsmodellen, da sie aufwendiger in ihrer Generierung sind.<br />

Abbildung 84: Raster der Teilstücke des Stadtmodells von Bamberg (eigene Darstellung)<br />

Die Betrachtung der möglichen Anwendungsfelder ist keineswegs abschließend, denn die<br />

Bandbreite dieser ist wie bei den herkömmlichen 3D‐Stadtmodellen sehr groß. Weitere An‐<br />

wendungsfelder finden sich im Bereich der Denkmalpflege, der Stadtgestaltplanung oder der<br />

Freiraumplanung.<br />

Im nachfolgenden, abschließenden Kapitel sollen die Probleme bei der Erstellung behandelt<br />

und ein Ausblick in die Entwicklung der 3D‐Stadtmodelle gegeben <strong>werden</strong>. Anschließend soll<br />

in der Zusammenfassung ein Resümee der gesamten Arbeit erfolgen.


5. Fazit und Ausblick<br />

5.1 Probleme und Hindernisse<br />

5.Fazit und Ausblick 99<br />

Im Folgenden sollen einige Probleme und Hindernisse, die während der Arbeit und speziell<br />

während der Erstellung des 3D‐Stadtmodells auftraten, aufgezeigt <strong>werden</strong>. Im Sinne einer<br />

Optimierung zukünftiger Projekte und einer Evaluation des Workflows soll durch Dokumen‐<br />

tation der Fehlerquellen zukünftigen Projekten ein Wissensvorsprung ermöglicht <strong>werden</strong>.<br />

Der gewählte Erstellungs‐Workflow hat sich zwar als effektiv herausgestellt, war aber trotz‐<br />

dem von Einzelproblemen durchzogen. Diese Probleme <strong>werden</strong> nachfolgend aufgelistet und<br />

beschrieben. Dies kann aber nicht abschließend geschehen, da viele Fehler, z. B. die Gründe<br />

für Programmabstürze, nicht erfasst <strong>werden</strong> konnten.<br />

Hindernisse bei der Datenerhebung<br />

Bei der Erhebung der Daten musste sich der Autor oftmals auf persönliche Gespräche und<br />

mündliche Verweise verlassen. Diese waren oftmals unzuverlässig und gefährdeten dadurch<br />

den Erstellungsprozess. Der Grund war, dass sich einige Daten an völlig anderen Orten be‐<br />

fanden, als in den Einzelgesprächen angegeben worden war. Manche Daten existierten gar<br />

nicht. Im Nachhinein ist festzustellen: Nur bereits verwendete Daten sind sichere Daten.<br />

Durch die Vielzahl an Datenquellen war im Übrigen nur sehr schwer ein Überblick zu behal‐<br />

ten. Gerade bei der Recherche von historischen Daten und der Arbeit mit ihnen wäre ein<br />

besseres Datenmanagement notwendig gewesen. Weiterhin war bei der Anwendung von<br />

Datenredundanz auf eine durchdachte „Versionierung“ der Einzeldateien zu achten. Durch<br />

schlechte Datenverwaltung kam es vereinzelt zu einem Informationschaos, das nur durch<br />

aufwendige Neustrukturierung zu bewältigen war. Im schlechtesten Fall wurden sogar Daten<br />

überschrieben, die gar nicht oder nur sehr schwer wiederzubeschaffen waren.<br />

Bei der Erhebung von Daten von externen Quellen wie Firmen war darauf zu achten, dass<br />

der Projektzeitplan nicht außer Acht gelassen wurde und Alternativen im Voraus eingeplant<br />

wurden. Der Praxisteil der vorliegenden Arbeit wäre fast an der extrem verzögerten Liefe‐<br />

rung von Daten gescheitert. Die Geometrien der Firma ReUnion‐Media mussten immer wie‐<br />

der telefonisch und per Mail angefordert <strong>werden</strong> und kamen dennoch mit einer Verspätung<br />

von zweieinhalb Monaten beim Autor an. Die Texturdaten sogar erst 3 Wochen vor Ende der<br />

Arbeit. Die Gründe dafür lagen in der Projektarbeit der Firma. ReUnion‐Media war durch ein<br />

hohes Auftragsvolumen und wichtige Abgabetermine nicht in der Lage, die Daten aufzufin‐<br />

den und zu versenden.<br />

Ein weiteres Problem in diesem Zusammenhang war die rechtliche Situation. Während die<br />

Stadt sich sicher war, alle Rechte bezüglich der 3D‐Daten des Animationsfilm von 1160 inne<br />

zu haben, sah die Realität anders aus. Die Stadt hatte zwar alle Rechte an der Vermarktung<br />

der DVD, inklusive des enthaltenen Animationsfilms, nicht aber an den eigentlichen 3D‐<br />

Daten. Die Rechte an den Rohdaten lagen nämlich bei ReUnion‐Media. Um deren Verwen‐<br />

dung und um den Einsatz rechtlich in dieser Arbeit zu ermöglichen, mussten viele Telefonate<br />

und Einzelgespräche geführt <strong>werden</strong>.


100 5. Fazit und Ausblick<br />

Bei der Erhebung von Texturdaten waren weitere Probleme zu bewältigen. Zunächst gab es<br />

technische Hürden. Um die Bildbearbeitung im Voraus auf ein Minimum zu reduzieren,<br />

mussten die Fotos bei möglichst ähnlichen Licht‐ und Wetterbedingungen erstellt <strong>werden</strong>.<br />

Dies war bei einem Plangebiet wie dem Stadtkern von <strong>Kaiserslautern</strong> an einem Tag nicht<br />

realisierbar. Das heißt, dass die Bilddaten im Nachhinein noch zusätzlich im Hinblick auf Be‐<br />

lichtung und Weißabgleich miteinander verglichen und nachbearbeitet <strong>werden</strong> mussten.<br />

Neben dem Wetter stellen die alltäglichen Prozesse des Stadtlebens einen nicht zu unter‐<br />

schätzenden Faktor dar. Das sich das Plangebiet an einem ÖPNV‐Knotenpunkt befindet,<br />

waren Bildaufnahmen, auf denen keine Passanten im Bild waren, in diesem Bereich beson‐<br />

ders schwierig. Dazu musste auf sehr frühe oder sehr späte Tageszeiten ausgewichen wer‐<br />

den, zu denen wiederum die Lichtverhältnisse sehr ungünstig waren.<br />

Im Zusammenhang mit Bilddaten wurde auch die Erfahrung der Anfeindung gemacht. Nicht<br />

jeder Passant ist bereit, ein potenzielles Beiwerk einer Fotografie zu <strong>werden</strong>. Die rechtliche<br />

Lage ist zwar eindeutig, schützt aber nicht vor Anfeindungen.<br />

Abbildung 85: Beispiel für das Motiv und das „Beiwerk“ eines Bildes (eigene Darstellung)<br />

In Deutschland dürfen Fotos von Gebäuden zum nichtkommerziellen Gebrauch von jeder<br />

öffentlich zugänglichen Position gemacht <strong>werden</strong>, ohne dabei rechtliche Probleme zu verur‐<br />

sachen. Das heißt, sofern nicht die Privatsphäre einer Person verletzt wird und sich der<br />

Standpunkt des Fotografen auf einer öffentlich zugänglichen Fläche befindet, ist ein Foto<br />

erlaubt. Personen, die nicht gezielt fotografiert <strong>werden</strong>, und nur zufällig sog. „Beiwerk“ eines<br />

Fotos sind, haben keinen Anspruch auf entsprechende Bildrechte, und sind auch nicht in<br />

ihrer Privatsphäre beeinträchtigt.[ www.fotorecht.de]<br />

Selbst die ausführliche Erklärung des wissenschaftlichen Verwendungszwecks konnte die<br />

Betroffenen nicht besänftigen. Weiterhin war es notwendig, Fotos von privatem Grund und<br />

Boden zu machen, da ansonsten Texturdaten gefehlt hätten, die auch nicht alternativ er‐<br />

hebbar gewesen wären. Hierfür mussten wiederum zahlreiche Telefonate getätigt <strong>werden</strong>.<br />

In diesem Zusammenhang wäre eine entsprechende Genehmigung von Seiten der Stadt hilf‐<br />

reich gewesen. Rechtlich ist dies ohne die Einschränkung von aber kaum zu bewerkstelligen


5.Fazit und Ausblick 101<br />

ohne die Einschränkung von Persönlichkeitsrechten. An dieser Stelle sei aber versichert, dass<br />

kein einziges Foto ohne die notwendige rechtliche Grundlage erstellt wurde.<br />

Hindernisse bei der Modellerstellung<br />

Die Modellerstellung war von zahlreichen Hindernissen geprägt, die teilweise überwunden<br />

<strong>werden</strong> konnten, für die teilweise aber eigene Lösungen gesucht <strong>werden</strong> mussten, um das<br />

Problem zu umgehen. Vor allem der Einsatz der gewählten Software verzögerte die Erstel‐<br />

lung des Modells teilweise sehr.<br />

Google ‐ Sketchup<br />

Die Geometrieerstellung wurde vor allem durch die sehr zahlreichen Programmabstürze der<br />

Anwendung Google Sketchup behindert. Dadurch wurde mehrfach die Arbeit von Stunden<br />

zerstört. Ein kontinuierliches Speichern von Daten sollte der Grundsatz einer jeden wissen‐<br />

schaftlichen Arbeit sein, wurde aber oft im Arbeitseifer vergessen. Gleichzeitig sollte, entge‐<br />

gen den Angaben des Herstellers, immer damit gerechnet <strong>werden</strong>, dass Computerprogram‐<br />

me abstürzen können. Ein weiteres Manko sind Fehlfunktionen der Programmlogik und der<br />

anwendungsinternen Darstellung von Geometrie. So mussten oft in stundenlanger Handar‐<br />

beit Geometrien mehrfach erstellt <strong>werden</strong>, weil die Fangfunktion von Sketchup die falschen<br />

Punkte fängt. Dadurch wurden „windschiefe“ (nicht rechtwinklige) Geometrien erzeugt, die<br />

vom Anwender und dem Programm als lotrecht angenommen wurden. Unerklärlich waren<br />

auch oft Flächendefinitionen des Programms. Es zeigte Flächen an Positionen an, an denen<br />

überhaupt keine Flächen gezeichnet wurden. Auf der anderen Seite verschwanden Teile der<br />

Geometrie ohne Grund spurlos und konnten nur durch gute Datenredundanz gerettet wer‐<br />

den. Zusätzlich stellte die benutzerunfreundliche Navigation im Modell den Autor teilweise<br />

vor erhebliche Probleme. Eine Navigation war teilweise nur nach einem Neustart des Prog‐<br />

ramms möglich. Weiterhin war die Inkompatibilität der Anwendung Google Sketchup mit<br />

Grafikhardware (z. B. des Herstellers ATI) ein sehr zeitraubender Faktor. Ohne kompatible<br />

Treiber können in Sketchup selbst hochmoderne Grafikkarten nicht über eine Framerate von<br />

4 FPS bei der Darstellung eines einfachen Würfels hinaus kommen.<br />

Abbildung 86: Fangfehler in Sketchup bei sehr kleinen Punktabständen (eigene Darstellung)


102 5. Fazit und Ausblick<br />

Autodesk ‐ 3D Studio Max<br />

Das zweite verwendete Programm Autodesk 3D Studio Max verweigerte ebenso oft, teilwei‐<br />

se aber mit wesentlich gravierenderen Folgen, den Dienst. Man sollte genauestens darauf<br />

achten, dass die Auto‐Save‐Funktion der Anwendung deaktiviert ist. Ansonsten kann es vor‐<br />

kommen, dass das Programm bei einem Absturz, der ohne Ankündigung und offensichtli‐<br />

chen Grund vorkommen kann, selbst gesicherte Daten überschreibt und somit löscht. Eine<br />

weitere Hürde stellte der Versuch der Automatisierung von Arbeitsprozessen dar. Diese<br />

wurden zwar bewältigt, bedurften aber oft eine stundenlangen Studiums von irreführenden<br />

Anleitungen und Tutorials des Herstellers der Anwendung. Weiterhin ist festzustellen, dass<br />

Autodesk 3D Studio Max nicht in der Lage ist ein standardkonformes DWG‐, DXF‐ oder 3DS‐<br />

Format (Datenformate, siehe Glossar) zu schreiben und oft auch zu lesen, obwohl es Stan‐<br />

dard‐Formate des Anwendungsherstellers sind. Auch die „Render to Texture‐Funktion“ der<br />

Anwendung ist alles andere als fehlerfrei und zerstörte Stunden an Arbeit durch die Über‐<br />

schreibung von Texturkoordinaten.<br />

Abbildung 87: Autosave‐Funktion in 3D Studio Max (eigene Darstellung)<br />

Chaosgroup ‐ VRay<br />

Auch der verwendete Renderer VRay ist nicht fehlerfrei und verursachte Systemabstürze am<br />

Fließband. Nur durch langwieriges Studium von hochtechnischen Forenseiten konnten die<br />

Probleme dabei behoben <strong>werden</strong>.


5.Fazit und Ausblick 103<br />

Act 3D ‐ Quest3D<br />

Die Anwendung Quest3D übertrifft die drei Vorhergehenden in Punkto Komplexität, aber<br />

auch in Punkto Fehleranfälligkeit um ein Vielfaches. Dadurch kam es zu sehr langen Unterb‐<br />

rechungen des Arbeitsprozesses. Oft musste das Programm oder auch der ganze Rechner<br />

neu gestartet <strong>werden</strong>, weil das Progamm mit den eigenen Programmroutinen überfordert<br />

war. Insbesondere die finale Publizierung des Projekts musste mehrfach um Tage verscho‐<br />

ben <strong>werden</strong>, weil ein Fehler das Programm zum Abstürzen brachte.<br />

Abbildung 88: Anwendung Quest3D, Publish‐Error (eigene Darstellung)


104 5. Fazit und Ausblick<br />

Speedtree<br />

Für die Erstellung von Vegetation wurde zwischenzeitlich die Anwendung „Speedtree“ in<br />

Betracht gezogen. Dazu wurde der Hersteller unter Schilderung des wissenschaftlichen, nicht<br />

kommerziellen Hintergrundes der Arbeit angeschrieben und um eine kostenlose oder we‐<br />

sentlich kostengünstigere Version gebeten. Nach dem Abschluss eines vierseitigen Vertrages<br />

wurde aber lediglich die Herausgabe einer 30‐tägigen Demoversion mit starken Einschrän‐<br />

kungen bezüglich der Nutzung erreicht. Zusätzlich wurde von Seiten des Herstellers der Ver‐<br />

kauf des Originalprodukts für 10.000 Dollar mit ungewöhnlicher Beharrlichkeit angestrebt,<br />

obwohl die Verwendung in einer Diplomarbeit durch einen Studenten bekannt war.<br />

Abbildung 89: Ablauf der Demolizenz der Anwendung Speedtree (eigene Darstellung)<br />

Adobe ‐ Photoshop<br />

Das einzige Programm, welches ohne Ausnahme zuverlässig arbeitete, war die Bildbearbei‐<br />

tung Adobe Photoshop CS 4, die an dieser Stelle positiv hervorgehoben <strong>werden</strong> soll.<br />

Microsoft Windows XP<br />

Das verwendete Betriebssystem Windows XP steht in der Allgemeinheit nicht im Verdacht,<br />

besonders zuverlässig zu sein. Es wird in dieser Liste aber nicht etwa wegen häufiger Sys‐<br />

temabstürze aufgeführt, sondern wegen der Beschränkung der Größe des Arbeitsspeichers.<br />

Im Arbeitsprozess war es oft nötig, mehrere speicherintensive Anwendungen gleichzeitig zu<br />

benutzen und in ihnen sehr große Mengen an Daten zu bearbeiten. Im Nachhinein stellt die<br />

Wahl eines 32‐Bit‐Betriebssystems wie Windows XP einen Nachteil dar. Windows XP unters‐<br />

tützt wie jedes 32‐Bit‐Betriebssystem insgesamt nur maximal 3,4 Gb an Arbeitsspeicher.<br />

Weiterhin wird einer Anwendung, selbst wenn es durch freien Speicher möglich wäre, in den<br />

seltensten Fällen die entsprechende Menge an Speicher zugeordnet. Stattdessen wird der<br />

Anwendung Speicher aus der wesentlich langsameren Auslagerungsdatei zugewiesen. Das<br />

Ergebnis sind Systemabstürze oder sehr lange Wartezeiten während der Bildschirmarbeit, da<br />

die Anwendung nur sehr langsam agiert. Es bleibt festzustellen, dass ein 64‐Bit‐<br />

Betriebssystem für die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen besser geeignet ist, da es bis zu 16<br />

Gb Arbeitsspeicher verwalten kann. Außerdem sollte bei der Auswahl des Betriebssystems<br />

auf eine intelligentere Speicherverwaltung geachtet <strong>werden</strong>.


5.Fazit und Ausblick 105<br />

Abbildung 90: Windows XP, Vergleich zwischen genutzter und reeller Größe des Arbeitsspeichers (eigene Darstellung)<br />

Die Probleme durch Softwarefehler sind aber nicht neu und wurden auch erwartet. Die<br />

Hauptproblematik liegt dabei eher darin, dass Anwender, die weniger versiert sind und sich<br />

mit den Programmen nicht eindringlich beschäftigt haben, keine Möglichkeit haben, um al‐<br />

ternative Lösungswege für Softwarefehler zu finden. Als Beispiel sei der Export von x‐Files<br />

aus 3D Studio Max genannt, der bei Vorkommen von extrem kleinen Polygonen im Modell<br />

nicht mehr funktioniert. Er gibt eine Fehlermeldung aus und beendet die Anwendung. Nur<br />

das sehr aufwendige Entfernen dieser „Minipolygone“ behebt das Problem. Hier kommt das<br />

in Kap. 2.2.4 erwähnte Problem des notwendigen Spezialwissens zum Tragen, das für die<br />

Erstellung von 3D‐Stadtmodellen mit 3D‐Engine‐basierten Anwendungen erforderlich ist.


106 5. Fazit und Ausblick<br />

5.2 Entwicklung und offene Fragen<br />

Der Bereich der 3D‐Stadtmodelle entwickelt sich sehr schnell in teilweise sehr unterschiedli‐<br />

che Richtungen. Der Erfolg dieses Instruments zur Visualisierung von 3D‐Inhalten in der Pla‐<br />

nung ist zwar stellenweise gegeben, eine Prognose für die Zukunft ist aber sehr schwierig.<br />

Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass für viele Probleme und Fragestellungen noch kei‐<br />

ne Lösung gefunden wurde. Im Folgenden sollen einige offene Fragen aus diesem Kontext<br />

aufgegriffen und erörtert <strong>werden</strong>.<br />

Frage 1: Kann es einen einheitlichen Workflow für die Erstellung geben?<br />

Aus Gründen der Vielfalt der Anwendungsfelder sowie Anforderungen von Seiten der unter‐<br />

schiedlichen Adressaten kann diese Frage nach Ansicht des Autors nur mit einer Verneinung<br />

beantwortet <strong>werden</strong>. Ein weiteres Problem ist die verwirrende Vielfalt an vorhandenen<br />

Softwarelösungen und Datenformaten. Das dadurch entstandene Informationschaos bezüg‐<br />

lich der 3D‐Stadtmodelle schadet der Branche und dem möglichen Einsatz von Stadtmodel‐<br />

len insgesamt. Viele Hersteller von entsprechenden Anwendungen propagieren jeweils ihren<br />

eigenen Workflow sowie ihre Software und machen gleichzeitig die vorhandende Konkur‐<br />

renz schlecht. Diese Strategie ist, wie schon gesagt, kontraproduktiv und verzögert den po‐<br />

tenziellen Nutzen von 3D‐Stadtmodellen als Instrument der Planung.<br />

Gleichzeitig besteht unter den Planern ein starkes Informationsdefizit bzw. Informations‐<br />

missverständnis. Viele Stadtplanungsämter kennen zwar die Thematik der 3D‐Stadtmodelle<br />

mittlerweile. Durch die Komplexität des Themas und die Informationspolitik der Software‐<br />

hersteller fällt ihnen die Wahl eines möglichen Anwendungsfeldes oder einer möglichen<br />

Technik sehr schwer. Deshalb entscheiden sie sich oftmals gegen den Einsatz eines digitalen<br />

3D‐Stadtmodells.<br />

Abschließend bleibt zu sagen, dass es keinen einheitlichen Workflow oder eine Anzahl erfor‐<br />

derlicher Softwareprodukte gibt, die die problemlose Erstellung eines 3D‐Stadtmodells ga‐<br />

rantieren. An dieser Stelle soll auch die Frage nach einer „All in One“‐Softwarelösung beant‐<br />

wortet <strong>werden</strong>. Es gibt keine Anwendung, die alle Schritte des Erstellungsprozesses durch‐<br />

führen kann. Es wird also immer auf einen Software‐Mix, also den Einsatz mehrerer speziel‐<br />

ler Anwendungen hinauslaufen, dessen mix‐interne Kompatibilität entscheidend für die Effi‐<br />

zienz eines Erstellungs‐Workflows ist. Zwar versuchen Softwarehersteller, eine solche Infor‐<br />

mationspolitik durchzusetzen, und bringen auch entsprechende Anwendungen auf den<br />

Markt, viele Arbeitsschritte müssen dabei aber dennoch in externe Anwendungen ausgela‐<br />

gert <strong>werden</strong>.<br />

Frage 2: Kann die Erstellung von 3D‐Stadtmodellen automatisiert <strong>werden</strong>?<br />

Auch diese Frage wird vom Autor verneint. Es gibt zwar erfolgreiche Ansätze aus dem Be‐<br />

reich der Softwarehersteller, Teile des Erstellungsprozesses zu automatisieren, die vollstän‐<br />

dige Automatisierung wird aber auf absehbare Zeit nicht erreicht <strong>werden</strong>.


5.Fazit und Ausblick 107<br />

Die möglichen Automatisierungen beschränken sich momentan auf die Arbeitsschritte Geo‐<br />

metrieerstellung (auch nur bis LOD 2) oder die Texturierung von Luftbildern. Diese Automa‐<br />

tisierung ist aber nur als Dienstleistung verfügbar und nicht als käufliches Produkt [vgl. www.<br />

virtualcitysystems.de]. Der Grund dafür liegt im Monopolstatus der Hersteller dieser Anwen‐<br />

dungen.<br />

Abbildung 91: Screenshot der Anwendung Building Reconstruction, automatisierte Geometrieerstellung aus Scandaten<br />

(virtualcitySystems GmbH, 2009)<br />

Ein weiterer Weg, auf dem teilautomatisiert 3D‐Stadtmodelle produziert <strong>werden</strong> können,<br />

hat GIS‐Anwendungen zur Grundlage. Einige GIS‐Anwendungen können aus ihrem Datenbe‐<br />

stand per Export‐Funktion vollautomatisch Gebäudegeometrien im LOD 1 erstellen.<br />

Die Bildretusche hingegen ist ein Bereich, der nur sehr schwer zu automatisieren ist. Dazu<br />

wären für die herkömmliche Methode (eine Textur pro Fassade) hochkomplexe Algorithmen<br />

notwendig, um z. B. Gebäudekanten, Fenster oder Retuscheobjekte (Bäume, Autos etc.) ge‐<br />

trennt zu erkennen. Zusätzlich zu dieser schwierigen intelligenten Erkennung müsste der<br />

Algorithmus auch noch die Entscheidung über die passende Retuschemethode treffen. Das<br />

bedeutet eine solche Anwendung müsste über ein großes Maß an künstlicher Intelligenz<br />

oder über extrem leistungsfähige Algorithmen verfügen. Diese existieren jedoch dem Wis‐<br />

sensstand des Autors nach noch nicht.<br />

Ein LOD 3 Modell voll automatisiert aus Datengrundlagen heraus zu generieren, wird wie<br />

gesagt nach der Meinung des Autors in absehbarer Zeit nicht möglich sein.<br />

Frage 3: Werden sich 3D‐Stadtmodelle als Instrument der Planung durchsetzen?<br />

3D‐Stadtmodelle haben in vielen Kommunen Planungen begleitend visualisiert oder wurden<br />

als Plattform für Wettbewerbe [Quelle: Stadtplanungsamt Bamberg] und Öffentlichkeitsbe‐<br />

teiligungen herangezogen. Welcher Trend sich daraus ableiten lässt, ist nicht abschließend


108 5. Fazit und Ausblick<br />

zu beantworten. Wichtig für den weiteren Einsatz dieser Modelle in der Planung ist aber die<br />

Entwicklung von neuen Funktionen und die Integration von neuen Technologien.<br />

Vor allem der CityGML‐Standard (siehe Glossar) stellt in diesem Zusammenhang einen wich‐<br />

tigen Meilenstein einer zukünftigen Entwicklung dar. Dazu müssen zuverlässige Migrations‐<br />

Workflows zwischen GIS‐Systemen und 3D‐Stadtmodellen entwickelt <strong>werden</strong>, um eine Ein‐<br />

bindung dieses Standards in 3D‐Stadtmodelle sicherzustellen. Weiterhin muss sich die Bran‐<br />

che weiter an innovativen Technologien aus anderen Zweigen der Visualisierungsbranche<br />

orientieren. Der Aufbau einer eigenen Technologie wäre erstens zu kostenintensiv, und<br />

zweitens kann das entsprechende Kow‐how von Planern nicht voraus gesetzt <strong>werden</strong>. Statt‐<br />

dessen sollte die Richtung verfolgt <strong>werden</strong>, in der zuverlässige Technologien von anderen<br />

Wissenschaften adaptiert <strong>werden</strong>. Die Unterhaltungsindustrie war in der Vergangenheit<br />

Ideengeber und Know‐how‐Quelle und wird auch in Zukunft diese Position innebehalten.<br />

Abbildung 92: 3D‐Stadtmodell der Stadt Heidelberg basierend auf CityGML (<strong>Universität</strong> Bonn, 2009)<br />

Ein Trend, der sich beobachten lässt, ist die Verlagerung von Verwaltungsdienstleistungen in<br />

das Internet, im Sinne von E‐Government (elektronische Verwaltung, siehe Glossar). Wenn<br />

3D‐Stadtmodelle ein Partizipationswerkzeug in der Planung sein sollen, müssen auch sie<br />

internetfähig sein. Google Earth ist nach EXNER [2009] ein praktikables Instrument in diesem<br />

Zusammenhang. Die technischen Hürden sind bei dieser Zielsetzung aber gegeben und kön‐<br />

nen teilweise nur durch neue Technologien überwunden <strong>werden</strong>. Vor allem die Darstellung<br />

von 3D‐Stadtmodellen mit hohem LOD stellt im Internet ein großes Problem dar.


5.Fazit und Ausblick 109<br />

Eine weitere Anforderung für die 3D‐Stadtmodelle der Zukunft wird schon von ZEILE [2004]<br />

postuliert: Die Anbindung von Datenbanken an 3D‐Stadtmodelle und die Ablage von 3D‐<br />

Informationen in einer Datenbank. Während ersteres mittlerweile möglich ist, z. B. in<br />

Quest3D, ist die Ablage von texturierten 3D‐Geometrien in einer Datenbank ein ungelöstes<br />

Problem. Die Anwendung Quest3D stellt in diesem Zusammenhang zwar Ansätze einer sol‐<br />

chen Technologie zur Verfügung, ist aber als flächendeckende Lösung auf Grund von Kompa‐<br />

tibilitätsproblemen mit den eingesetzten Datenbanken, z. B. bei den Kommunen, nicht prak‐<br />

tikabel.<br />

Ein Lösungsansatz könnte die Verknüpfung des erwähnten CityGML‐Standards mit 3D‐<br />

Stadtmodellen sein, da CityGML mit Datenbanken und GIS‐Systemen kompatibel ist. Fraglich<br />

ist aber, wann sich der Standard in der Fläche durchsetzen wird, denn Standard ist er schon<br />

seit August 2008 [www.citygml.org].<br />

Frage 4: Welche Neuerungen sind in Zukunft zu erwarten?<br />

Neuerung 1:<br />

Durch die starke Beschleunigung bei der Entwicklung neuer Technologien im Hardwarebe‐<br />

reich sowie durch den starken Preisverfall auf dem Hardwaremarkt wird in der Zukunft der<br />

LOD von 3D‐Stadtmodellen nicht zwangläufig auch die Qualität erhöhen. Immer leistungsfä‐<br />

higere Computer ermöglichen immer komplexere Modelle. In diesem Zusammenhang bleibt<br />

die Frage nach einer selbst gesetzten oder technischen Grenze im Bezug auf die LOD‐<br />

Thematik.<br />

Abbildung 93: Entwicklung der Transistorenzahlen bei Grafikkarten (PCGames Hardware, 2009)


110 5. Fazit und Ausblick<br />

Neuerung 2:<br />

Es wird erwartet, dass eine zweite Neuerung im Bereich der Verlagerung von 3D‐Inhalten auf<br />

das Internet und in den Bereich der „Mobile Devices“ stattfinden wird. EXNER [2009] nimmt<br />

in diesem Zusammenhang Bezug auf die Entwicklungen im Bereich der Unterhaltungsindust‐<br />

rie. Anwendungen wie „Second Life“ bilden die Realität mit einem hohen Detaillierungsgrad<br />

im Internet ab [www.berlinin3D.de]. Interaktion und Kommunikation in generierten Paral‐<br />

lelwelten sind erwünscht und möglich. Dass es für solche Parallelwelten einen Markt gibt,<br />

zeigt sich vor allem die rege Nachfrage nach solchen Anwendungen und Inhalten.<br />

Diese Entwicklung einer stärkeren Nutzung des Internets wird durch den stetigen Ausbau<br />

von Kommunikationsinfrastruktur begünstigt. Mittlerweile sind in Deutschland Downstream‐<br />

Geschwindigkeiten von bis zu 50 Mbit möglich. Dadurch ist der Transfer von wesentlich grö‐<br />

ßeren Datenmengen möglich. [www.heise.de]<br />

Auch die Entwicklung der Virtual Globes wie Google Earth ist noch nicht abgeschlossen und<br />

wird durch immer neue Funktionen erweitert. [www.google.com] Weiterhin ist auch die<br />

Migration der Anwendungen von Personal Computern auf sog. „Mobile Devices“ (engl.<br />

Fachwort: mobile Geräte) schon jetzt spürbar. Die Generation der Smartphones (Mobiltele‐<br />

fone mit stark erweitertem Funktionsumfang) erschließt den Handymarkt in rasantem Tem‐<br />

po [www.apfelnews.de] und ermöglicht immer neue Anwendungen, bei denen der Nutzer<br />

Informationen ortsunabhängig abrufen kann oder zu einer Interaktion zwischen virtueller<br />

und realer Welt befähigt wird. Das beste Beispiel ist die Vielzahl an Anwendungen, die für<br />

das Smartphone Apple Iphone 3G verfügbar sind. Mittlerweile ist auch der Einsatz der An‐<br />

wendung Google Earth oder Second Life auf dem Iphone möglich [vgl. www.heise.de und<br />

www.techdigest.tv].<br />

Abbildung 94: Smartphone „Apple Iphone“ mit der Anwendung Google Earth (Pierre Markuse, 2009, und eigene Re‐<br />

tusche)


5.3 Zusammenfassung<br />

5.Fazit und Ausblick 111<br />

Das Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines digitalen historischen 3D‐Stadtmodells sowie<br />

eine Auseinandersetzung mit dem Thema der Visualisierung von historischen 3D‐Daten. Die‐<br />

se Ziele wurden erreicht. 3D‐Stadtmodelle zeigen auch bei der Darstellung von historischen<br />

Daten ihre Vorteile. Die erwähnten Vorteile dabei sind die Anschaulichkeit und die effektive<br />

Zusammenführung komplexer Daten. Ihr Nutzen für die Planung lässt sich nur schwer vor‐<br />

hersagen, sollte aber nicht unterschätzt <strong>werden</strong>. Dies soll anhand der Entwicklung der 3D‐<br />

Stadtmodelle insgesamt verdeutlicht <strong>werden</strong>. Im Rahmen einer abschließenden Betrachtung<br />

soll aber auch noch einmal kritisch auf die Probleme der 3D‐Stadtmodelle eingegangen wer‐<br />

den.<br />

Probleme<br />

Aufgrund der fehlenden Beispiele, z. B. in Deutschland, lässt sich eine Evaluation ihres tat‐<br />

sächlichen Nutzens durch empirische Methoden kaum realisieren. Echte interaktive 3D‐<br />

Stadtmodelle existieren seit knapp 10 Jahren. Sie waren anfänglich von einem ähnlichen Hy‐<br />

pe umgeben wie z. B. Google Earth. Doch versiegte dieser auf Grund der geringen Verbrei‐<br />

tung. 3D‐Stadtmodelle sind ab einem bestimmten LOD (etwa LOD 2) relativ teuer in ihrer<br />

Erstellung, und die Anschaffung der notwendigen Software ist ebenfalls sehr kostenintensiv.<br />

Da die Kommunen parallel über unzureichende Mittel verfügen und teilweise große Haus‐<br />

haltslöcher zu stopfen haben, sind 3D‐Stadtmodelle bei weitem nicht so bekannt wie Google<br />

Earth. Ein weiterer Grund für ihre geringe Verbreitung stellt ihr Anwendungsfeld dar. Sie<br />

<strong>werden</strong> in Wettbewerben als Variantensimulation oder zur Präsentation von Großprojekten<br />

eingesetzt. Dabei geht es fast immer um die Visualisierung empfindlicher Daten, die vorerst<br />

nicht für die Öffentlichkeit bestimmt sind, sondern nur für den kleinen Kreis der Entschei‐<br />

dungsträger. Hier liegt nach der Meinung des Autors ein Kernproblem bei der Verbreitung<br />

von Stadtmodellen.<br />

These 1: Da das Ergebnis einer Planung entweder zu unpopulär oder für die Öffentlichkeit zu<br />

unbedeutend ist, wird der Einsatz eines 3D‐Stadtmodells in der Öffentlichkeit oft vermieden.<br />

Ein solches Modell sollte ja nur populäre Ergebnisse kommunizieren.<br />

Von Zeit zu Zeit kommen in der Presse Berichte über die Existenz von 3D‐Stadtmodellen (z.<br />

B. Hamburg, Berlin oder München) vor. Der Nutzen und der Zweck dieser Modelle wird der<br />

Öffentlichkeit aber nur unzureichend kommuniziert. Teilweise <strong>werden</strong> diese sogar von der<br />

Presse als Spielerei abgetan: „Derzeit ist das Internet‐Rom also eher eine Spielerei, eine Art<br />

ruckelnde interaktive Landkarte.“ (Kommentar der Fachzeitschrift Spiegel zum Rome‐<br />

Reborn‐Projekt [www.spiegel.de]) Das Ergebnis ist ein geringes Interesse der Öffentlichkeit<br />

an solchen Modellen.<br />

These 2: Ein geringes Interesse der Öffentlichkeit an 3D‐Stadtmodellen wird auch dadurch<br />

erzeugt, dass Planung insgesamt und der Planungsalltag insbesondere, kein großes Interesse<br />

in der Öffentlichkeit genießen.


112 5. Fazit und Ausblick<br />

Aus den vorhergehenden Gedankengängen sind mehrere mögliche Gründe für die Probleme<br />

der 3D‐Stadtmodelle festzustellen:<br />

1. 3D‐Stadtmodelle sind meist einem exklusiven Publikum vorbehalten und <strong>werden</strong> nur<br />

zögerlich in der Öffentlichkeit eingesetzt (Gegenbeispiel: z. B. Weltkulturerbelauf<br />

Bamberg [www.stadtplanungsamt‐bamberg.de])<br />

2. 3D‐Stadtmodelle, speziell ihr Nutzen, besitzen vor allem in der Öffentlichkeit ein star‐<br />

kes Informations‐ und Kommunikationsdefizit<br />

3. es gibt zu wenige Best‐Practices, die den Nutzen von 3D‐Stadtmodellen effektiv<br />

kommunizieren<br />

4. 3D‐Stadtmodelle sind mit Vorurteilen behaftet<br />

5. 3D‐Stadtmodelle genießen ein geringes öffentliches Interesse<br />

Aus genannten Gründen haftet 3D‐Stadtmodellen immer noch der Beigeschmack des Exoti‐<br />

schen an. In diesem Zusammenhang wäre eine empirische Untersuchung über den Kenntnis‐<br />

stand bezüglich der 3D‐Stadtmodelle in entsprechenden Ämtern hilfreich.<br />

Nutzen<br />

3D‐Stadtmodelle sind Computersimulationen im Rahmen der Methoden der Stadtplanung.<br />

Dabei findet eine modellhafte Abbildung der Realität in einem Computersystem statt. Die<br />

Aufgabe solcher Simulationen besteht in der Auffindung von Gesetzmäßigkeiten in der Reali‐<br />

tät oder darin, in experimentellen Studien neue Ideen für eine Umsetzung in der Realität zu<br />

erzeugen. [STREICH, 2005]<br />

Aus dieser Definition lassen sich erneut die Anwendungsmöglichkeiten von 3D‐<br />

Stadtmodellen ableiten. Diese sind nach KIRMSE [2006] zahlreich, können aber nur schwer<br />

mit Beispielen belegt <strong>werden</strong>. Die vorliegende Arbeit kann in diesem Zusammenhang als<br />

Beispiel dienen und den Mehrwert von digitalen historischen 3D‐Stadtmodellen aufzeigen.<br />

Auch bei der Visualisierung von historischen Daten wird es darauf ankommen, wie dieses<br />

Instrument von der Planung angenommen wird und wie es kommuniziert wird.<br />

Das erstellte historische 3D‐Stadtmodell <strong>Kaiserslautern</strong> zeigt, dass die Erstellung eines sol‐<br />

chen möglich ist und dass es einen großen potenziellen Mehrwert für die Planung und die<br />

Allgemeinheit besitzt. EXNER [2009] stellt treffend fest, dass die technische Entwicklung, die<br />

sich momentan vollzieht, beste Voraussetzungen bietet, um das Instrument der 3D‐<br />

Stadtmodelle weiter in Planungsprozesse zu integrieren. Im Sinne einer Optimierung der<br />

Planung und damit einer optimierten Erreichung der Ziele der Planung sollte diese Integrati‐<br />

on nicht aus Kostengründen verzögert <strong>werden</strong>. Um genannte Kosten gering zu halten, ist<br />

eine Weiterbildung der Planer mit Ausrichtung auf CAD‐Kenntnisse und die Anwendungs‐<br />

möglichkeiten neuer Technologien notwendig.<br />

Die Planung hat sich aber in der Vergangenheit nicht sehr Kontaktfreudig gegenüber neuen<br />

Technologien gezeigt. Vor allem in den 1980er Jahren beschränkte sich die Nutzung neuer


5.Fazit und Ausblick 113<br />

computergestützter Technologien durch die städtebauliche Planung auf die der Dienstleis‐<br />

tung von anderen Fachdisziplinen (Vermessung, Verkehr etc.). Man versäumte die aktive<br />

Mitgestaltung bei der Erstellung neuer Datenformate oder Fachinformationssysteme. Man<br />

sah in computergestützter Planung lediglich eine effiziente Methode der Informationsge‐<br />

winnung [vgl. STREICH, 1997]<br />

Diese Haltung sollte nicht wieder eingenommen <strong>werden</strong>. Stattdessen sollte versucht wer‐<br />

den, neue Entwicklungen im Hinblick auf computergestützte Planung so aktiv und so zeitnah<br />

wie möglich umzusetzen, um weiterhin eine kontinuierliche Optimierung der Planung zu<br />

gewährleisten. Es darf nicht vergessen <strong>werden</strong>, dass eine Optimierung von Planung immer<br />

dem Wohl der Allgemeinheit und der Verbesserung der allgemeinen Wohn‐ und Arbeitsver‐<br />

hältnisse der gesamten Bevölkerung dient.


114 6. Anhang<br />

6. Anhang<br />

6.1 Glossar<br />

2D zweidimensional<br />

3D dreidimensional<br />

3DS Abkürzung für: „3D‐Studio‐Mesh“, Datenformat der Anwendung 3D<br />

Studio Max (Autodesk)<br />

airborne luftgestützt, z.B. airborne Laserscanning meint Laserscanning von ei‐<br />

nem Flugzeug aus<br />

Algorithmus genau definierte Handlungsvorschrift zur Lösung von Problemen in<br />

endlich vielen Schritten<br />

All‐in‐One Alles in Einem<br />

Animation Sequenz von Einzelbildern die ähnlich einem Film eine Bewegung dar‐<br />

stellen<br />

AutoCAD CAD Anwendung der Firma Autodesk<br />

Best Practice englisch für: beste Übung; meint die Bewertung eines Projekts als vor‐<br />

bildlich<br />

Billboard rechteckige Geometrie aus zwei Polygonen mit einer teiltransparenten<br />

Textur; z.B. als Ersatz für polygonreiche Geometrien<br />

CAD Computer‐Aided‐Design, meint die Erstellung von Zeichnungen oder<br />

Plänen mit Unterstützung des Computers<br />

CG‐Artist englische Abkürzung für: Computer Graphics Artist, meint einen Beruf<br />

bei dem computergestützt Darstellungen erstellt <strong>werden</strong><br />

Channelgroup Datenformat der Anwendung Quest3D (Act3D)<br />

CityGML City Geography Markup Language; Standard zur Speicherung und zum<br />

Austausch von virtuellen 3D‐Stadtmodellen<br />

coplanar coplanare Fläche meint eine Fläche, bei der alle Punkte in einer Ebene<br />

liegen<br />

DGM Digitales Geländemodell; meint ein Netz aus Polygonen, das die Ober‐<br />

fläche des Geländes abbildet<br />

digital Szene aus dem Computerspiel GTA 4<br />

DirectX Grafikschnittstelle von Microsoft, diese ist eine Programiersprache zur<br />

Steuerung von Grafikkarten<br />

DOM digitales Oberflächenmodell, meint ein Netz aus Polygonen, das die<br />

Oberfläche des Geländes und der Gebäude abbildet<br />

DWG englische Abkürzung für: Drawing = Zeichnung; Datenformat der Firma<br />

Autodesk<br />

DXF englische Abkürzung für: Data Exchange Format; Datenformat der<br />

Firma Autodesk<br />

E‐Government Elektronische Verwaltung; meint z.B. die Verlagerung von Verwal‐<br />

tungsdienstleistungen ins Internet<br />

Engine‐basiert Anwendung mit einer integrierten Grafikengine<br />

Error englisch für: Fehler; meint oft einen Anwendungsfehler oder den Ab‐<br />

sturz eines Computersystems<br />

Executable Ausführungsdatei, im Computerjargon eine ausführbare Datei<br />

FPS englisch für: frames per second, Einzelbilder pro Sekunde; ist eine Ein‐<br />

heit zur Messung von Darstellungsgeschwindigkeit bei Anwendungen


6. Anhang 115<br />

Game Engine auch Grafikengine, koordiniert den Datenaustausch zwischen Anwen‐<br />

dung und Grafikhardware (siehe Seite 22)<br />

Gb Gigabyte, 1Gb=1024 Mb<br />

Geo Prefix für Begriffe aus Bereichen mit Bezug zur Vermessung oder mit<br />

allgemeinem Raumbezug, z.B. Geodaten meint geographische Daten<br />

GIS Geografisches Informationssystem<br />

Grafikspeicher Speicher der Grafikkarte eines Computers<br />

GTA Abkürzung für: Grand Theft Auto (Computerspiel, siehe Seite 20)<br />

GUI Graphics User Interface, englisch für: Benutzeroberfläche einer Anwe‐<br />

nung<br />

ISO‐Standard Standard der International Standardisation Organisation, einer Institu‐<br />

tion zur Schaffung internationaler Standards<br />

Kachelung Wiederholung von Texturen auf einer Geomtrie durch Nebeneinander‐<br />

setzen oder Spiegeln der Originaltextur<br />

Kubatur Gebäudekörper/Gebäudegeometrie<br />

Laserscanning Scanverfahren bei dem mit einem Laser gemessen wird; meint die<br />

Abtastung eines Objekts mit einem Laser<br />

Layer englisch für: Ebene<br />

Lightmap in eine Bilddatei gespeichterte Daten über den Schattenwurf eines 3D‐<br />

Objekts<br />

Lightmapping Verfahren zur Erstellung von Lightmaps<br />

LOD Level of Detail, englisch für: Detaillierungsgrad<br />

Mb Megabyte, 1024 Kilobyte oder 1024 mal 1024 Byte<br />

MBit Einheit der Übertragungsgeschwindigkeit von Daten in einem Compu‐<br />

ternetzwerk; 1MBit entspricht etwa 125 Kilobyte pro Sekunde<br />

Metadaten Daten, die Informationen über andere Daten enthalten<br />

Metatag HTML‐Element, das Metadaten über ein Dokument bereithält<br />

Mip‐Map Bilddatei mit einer integrierten Abstufung der Detaillierung abhängig<br />

von der Entfernung zum Betrachter<br />

Mip‐Mapping Verfahren zur Erstellung von MIP‐Maps<br />

mobile device englisch für: mobiles Gerät<br />

MRT Abkürzung für: Magnetresonanztomografie; medizinisches Verfahren<br />

zur Durchleuchtung eines Körpers<br />

Normal‐Mapping Bilddatei mit integrierter Höheninformation für 3D‐Geometrien<br />

OpenGL Open Graphics Library, plattform‐ und programmierunabhängige Gra‐<br />

fikschnittstelle zur Darstellung von 2D‐ und 3D‐Inhalten<br />

ÖPNV Abkürzung für: Öffentlicher Personennahverkehr; Fachjargon im Be‐<br />

reich der Raumplanung<br />

Overlay englisch für: Überlagerung; meint eine Bildüberlagerung in Google<br />

Earth<br />

Photomatch Unterprogramm der Anwendung Google Sketchup zur Erstellung von<br />

Geometrien aus Bilddaten


116 6. Anhang<br />

Pixel Computerjargon für: Bildpunkt, bei Rasterdaten oder Computerbild‐<br />

schirmen<br />

Polygon griechisch/englisch für Vieleck, im Computerjargon ist meist ein<br />

Dreieck gemeint<br />

Pop‐Up Computerjargon für: das Erscheinen eines Objekts auf dem Bildschirm,<br />

z.B. bei Fenstern in einem Internet<br />

post processing englisch für: Nachbearbeitungsprozess; meint die Bearbeitung von<br />

Daten nach dem Prozess der Datenerhebung<br />

PS3 Abkürzung für Sony Playstation 3 (Spielekonsole)<br />

realtime englisch für: in Echtzeit<br />

Render to Texture Verfahren zur Erstellung von Texturen aus einer 3D‐Szene heraus, z.B.<br />

die Berechnung und das Speichern von Schatten in eine Bilddatei<br />

rendern Generierung von Bildern oder Bildsequenzen aus 2D‐ oder 3D‐<br />

Modellen durch Berechnung ihres Aussehens<br />

Retusche Verändern von Bildern mit Hilfe von Bildbearbeitungssoftware<br />

Rome Reborn englisch für: wiedergeborenes Rom, Projekt bei dem ein Modell des<br />

antiken Roms erstellt wurde<br />

SIG3D Special Interest Group 3D; Arbeitsgemeinschaft, die sich mit 3D‐Stadt‐<br />

und Regionalmodellen auseinandersetzt<br />

Stand‐Alone englisch für: alleine stehen, meint das Gegenteil von vernetzt im Zu‐<br />

sammenhang mit Computern<br />

Steep‐Paralax‐Mapping Verfahren zur Anzeige von Tiefeninformationen auf ebenen Geomet‐<br />

rien mit Hilf von Texturen, ähnelt dem Normal‐Mapping<br />

Verfahren zur Vermessung von Objekten durch die parallele Ansicht<br />

Stereoskopie<br />

von zwei Bildern; meint meist die Auswertung von überlappenden<br />

Luftbildern oder anderen Fotos zur Erstellung von Geometrien<br />

stitchen englisch für: zusammennähen, meint im Computerjargon das über‐<br />

gangslose Zusammenfügen von überlappenden Bildern<br />

terestrisch erdgebunden, z.B. terestrischer Laserscanner meint einen erdgebun‐<br />

denen Laserscanner<br />

Textur Bilddatei, die auf eine Geometrie gelegt wird<br />

Texturierung Verfahren zur Belegung von Geometrien mit Bilddaten<br />

Theodolit Instrument zur Winkelmessung in den Vermessungswissenschaften<br />

Variantenmodell 3D‐Stadtmodell, das verschiedene Varianten einer Szene darstellen<br />

kann<br />

Versionierung Speichern von Dateien mit verschiedenen Versionsnummern<br />

Virtual Globe englisch für: virtueller Globus, z. B. Google Earth<br />

VRML englisch für: Virual Reality Modelling Language, Beschreibungssprache<br />

zur Darstellung von 3D‐Szenen im Internet<br />

Web‐Map‐Services eine Schnittstelle zum Abrufen von Auszügen von Landkarten im Inter‐<br />

net<br />

Workflow englisch für: Arbeitsablauf oder Arbeitsprozess<br />

X3D Screenshots der Anwendung <strong>werden</strong> auf dem Desktop abgelegt<br />

x‐File Datenformat der Grafikschnittstelle Mircosoft DirectX, kann Geomet‐<br />

rie‐ und Texturkoordinaten speichern<br />

Xfrog Gebilde aus zwei Billboards, die über Kreuz stehen


6.2 Abbildungsverzeichnis<br />

6. Anhang 117<br />

Abbildung 1 : 3D‐Stadtmodell Bamberg in der Anwendung Quest3D 7<br />

Abbildung 2 : 3D‐Modell eines Mäuseherzen 8<br />

Abbildung 3 : LOD‐0‐Modell am Beispiel des DGM <strong>Kaiserslautern</strong> 9<br />

Abbildung 4 : Beispiel für ein LOD‐1‐Modell 9<br />

Abbildung 5 : LOD‐2‐Modell der <strong>Universität</strong> <strong>Kaiserslautern</strong> in Google Earth 10<br />

Abbildung 6 : LOD‐3‐Modell der Stadt Bamberg in Google Earth 11<br />

Abbildung 7 : LOD‐4‐Modell der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> 12<br />

Abbildung 8 : Beispiel für ein Quicktime VR 13<br />

Abbildung 9 : Screenshot der Anwendung Photosynth 14<br />

Abbildung 10 : Screenshot der Anwendung Google Earth 15<br />

Abbildung 11 : Screenshot der Anwendung NASA World Wind 16<br />

Abbildung 12 : Screenshot der Anwendung Microsoft Virtual Earth 17<br />

Abbildung 13 : VRML‐Modell der Stadt Philadelphia 18<br />

Abbildung 14 : Szene aus dem Computerspiel GTA 3 20<br />

Abbildung 15 : Szene aus dem Computerspiel GTA 4 21<br />

Abbildung 16 : Screenshot des Editors der Unreal‐2‐Engine 22<br />

Abbildung 17 : Screenshot des 3D‐Stadtmodells Bamberg in der Irrlicht‐Engine 23<br />

Abbildung 18 : 3D‐Stadtmodell im Cypercity‐Modeller 24<br />

Abbildung 19 : 3D‐Stadtmodell in der Anwendung Terrain View 25<br />

Abbildung 20 : Screenshot des 3D‐Stadtmodells Bamberg 26<br />

Abbildung 21 : interaktives 3D‐Stadtmodell der Stadt Sindelfingen 27<br />

Abbildung 22 : Visualisierung des Einzelhandelsgroßprojekts in der Anwendung Quest3d 28<br />

Abbildung 23 : Beispiel für ein Architekurmodell 30<br />

Abbildung 24 : Beispiel für ein Stadtmodell 31<br />

Abbildung 25 : Modell der Kaiserpfalz Ingelheim 32<br />

Abbildung 26 : Modell des Casimirschlosses im Theodor‐Zink‐Museum in Kaiserslauern 32<br />

Abbildung 27 : Modell der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> um 1623 33<br />

Abbildung 28 : gerendertes Bild der Rekonstruktion der „Aula regia“ in Ingelheim 34<br />

Abbildung 29 : DVD‐Cover und Filmszene 35<br />

Abbildung 30 : Anwendung Google Earth mit Inhalten von „Rome Reborn“ 36<br />

Abbildung 31 : Screenshot der 3D‐Visualisierung der Burg Inuyama 37<br />

Abbildung 32 : Screenshot der 3D‐Visualisireung der Inkastadt Machu Picchu 38<br />

Abbildung 33 : Zeitungsartikel aus der Rheinpfalz 43<br />

Abbildung 34 : Zeichnung mit Wohnspeicherhäusern 45<br />

Abbildung 35 : Handzeichnung von Franz Joseph Kisling aus dem Jahr 1764 46<br />

Abbildung 36 : Kupferstich der <strong>Kaiserslautern</strong> im Jahr 1620 zeigt 48<br />

Abbildung 37 : Schloß und Kaiserpfalz um 1706 48<br />

Abbildung 38 : Grundrissplan der Burg mit Schloss von 1713 49<br />

Abbildung 39 : Centralgefängnis auf einer Darstellung von 1830 50<br />

Abbildung 40 : Darstellung der Fruchthalle um 1875 52<br />

Abbildung 41 : Ausschnitt des Bindewaldplans von 1889 52<br />

Abbildung 42 : Luftbild von einem Luftschiff aus aufgenommen (um 1914) 54<br />

Abbildung 43 : Front des Casimirsaal um 1937 55<br />

Abbildung 44 : Denkmal an der Fruchthalle kurz nach dem Kriegsende 1945 56


118 6. Anhang<br />

Abbildung 45 : Luftbild des Stadtkerns von Kaiserslauten, 2008 58<br />

Abbildung 46 : Ausschnitt Bindewaldplan von 1889 60<br />

Abbildung 47 : Untersuchungsraum für die Bestandsaufnahme 61<br />

Abbildung 48 : Screenshot des digitalen Katasters von <strong>Kaiserslautern</strong> in AutoCAD 62<br />

Abbildung 49 : GIS‐Daten in 3D Studio Max 62<br />

Abbildung 50 : altes 3D‐Stadtmodell von <strong>Kaiserslautern</strong> in 3D Studio Max 63<br />

Abbildung 51 : Screenshot des DGM in 3D Studio Max 63<br />

Abbildung 52 : aktuelles Luftbild der Stadt <strong>Kaiserslautern</strong> 64<br />

Abbildung 53 : Plan von <strong>Kaiserslautern</strong> aus dem Jahr 1823 (Etienneplan) 65<br />

Abbildung 54 : historisches Foto des Fackelrondells (1909) 65<br />

Abbildung 55 : Ansicht des Casimirschlosses und der Kaiserpfalz von 1740 66<br />

Abbildung 56 : Graph HLOD 68<br />

Abbildung 57 : Screenshot mit den Rohdaten der Kaiserpfalz in 3D Studio Max 70<br />

Abbildung 58 : Screenshot mit einer Detailaufnahme der Rohdaten der Kaiserpfalz 70<br />

Abbildung 59 : Anwendung Architectural Space 72<br />

Abbildung 60 : Photomatch in Sketchup 7 73<br />

Abbildung 61 : Vergleich zwischen Realität, DGM, und finalem Modell 74<br />

Abbildung 62 : Anwendung Mousemeter zur Analyse der Mausaktivität 75<br />

Abbildung 63 : Bildentzerrung in Photoshop 76<br />

Abbildung 64 : Methodenvergleich 77<br />

Abbildung 65 : Prinzip der Kachelung von Texturen 78<br />

Abbildung 66 : Texturierung der Geometrien in 3D Studio Max 79<br />

Abbildung 67 : Vergleich Vegetation 81<br />

Abbildung 68 : Anwendung Speedtree mit einem Baum 82<br />

Abbildung 69 : Lightmap‐Vergleich 83<br />

Abbildung 70 : Anwendung Quest3D 84<br />

Abbildung 71 : DDS‐Converter 84<br />

Abbildung 72 : Infoscreen der Anwendung 85<br />

Abbildung 73 : Screenshot der Anwendung mit eingeschaltetem GUI 86<br />

Abbildung 74 : Screenshot der Anwendung mit ausgeblendetem GUI 87<br />

Abbildung 75 : Screenshot der Anwendung, Darstellung von Kollisionsobjekten 88<br />

Abbildung 76 : Screenshots der Anwendung <strong>werden</strong> auf dem Desktop abgelegt 89<br />

Abbildung 77 : Infopunkte in der Anwendung 90<br />

Abbildung 78 : Darstellung von Metadaten im Infopop‐up 90<br />

Abbildung 79 : Gegenwartsmodell mit eingeblendetem Modell der Kaiserpfalz 91<br />

Abbildung 80 : Zeitstrahl zum Wechseln der angezeigten Zeit 91<br />

Abbildung 81 : Anwendung Quest, Eingabefenster für Metadaten 92<br />

Abbildung 82 : Anwendung Quest3D, Publish‐Funktion 93<br />

Abbildung 83 : Beispiel für ein Terminal des Touristeninformationssystems 96<br />

Abbildung 84 : Raster der Teilstücke des Stadtmodells von Bamberg 97<br />

Abbildung 85 : Beispiel für das Motiv und das „Beiwerk“ eines Bildes 99<br />

Abbildung 86 : Fangfehler in Sketchup bei sehr kleinen Punktabständen 100<br />

Abbildung 87 : Autosave‐Funktion in 3D Studio Max 101<br />

Abbildung 88 : Anwendung Quest3D, Publish‐Error 102<br />

Abbildung 89 : Ablauf der Demolizenz der Anwendung Speedtree 103<br />

Abbildung 90 : Windows XP 104


6. Anhang 119<br />

Abbildung 91 : Screenshot der Anwendung Building Reconstruction 106<br />

Abbildung 92 : 3D‐Stadtmodell der Stadt Heidelberg basierend auf CityGML 107<br />

Abbildung 93 : Entwicklung der Transistorenzahlen bei Grafikkarten 108<br />

Abbildung 94 : Smartphone „Apple Iphone“ mit der Anwendung Google Earth 109<br />

Diagramm 1 : Aufbau der Arbeit 5<br />

Diagramm 2 : Arbeitsablauf 44


120 6. Anhang<br />

6.3 Literaturverzeichnis<br />

A<br />

ArchimediX ‐ Möckl, Munzel GbR , http://www.archimedix.com: i_final01_gr.jpg, auf<br />

http://www.archimedix.com/ingelheim/images/i_final01_gr.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

Autodesk Inc., www.autodesk.de: Neue Funktionen 3D Max 2010, auf<br />

http://www.autodesk.de/adsk/servlet/index?siteID=403786&id=12353717, aufgerufen<br />

7.09.09<br />

B<br />

Baugesetzbuch: Baugesetzbuch, Deutscher Taschenbuchverlag, München, 2006<br />

C<br />

Canadian Broadcasting Corporation: The invisible middleman of the game‐industry, auf<br />

http://www.cbc.ca/news/background/tech/tech‐games‐middleman.html, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

COMPUTEC MEDIA AG, http://www.pcgameshardware.de: PCGH History: Entwicklung der<br />

Transistoranzahl, auf http://www.pcgameshardware.de/aid,627809/PCGH‐Rueckblick‐<br />

Entwicklung‐der‐3D‐Grafik‐Teil‐1/Grafikkarte/Wissen/bildergalerie/?iid=758568, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

CPA Systems GmbH, www.supportgis.de: supportgis 3d Technologie, auf<br />

http://www.supportgis.de/Dip2/SupportGIS/3D/SupportGIS‐3D.pdf, aufgerufen am 7.09.09<br />

D<br />

DATACOM Buchverlag GmbH ‐ IT‐Lexikon: Begriff Rendering, auf<br />

http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Rendering‐rendering.html, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

E<br />

EARSeL , http://www.earsel.org :Poster2_Ulm.pdf, auf<br />

http://www.earsel.org/workshops/SIG‐URS‐2006/PDF/Poster2_Ulm.pdf, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

Exner J.: Planen im Geoweb ‐ Partizipation und Akzeptanzsteigerung durch Projektvisualisie‐<br />

rung am Beispiel des Kaohsiung Advanced Intelligent Science Parks, <strong>Kaiserslautern</strong>, 2009<br />

F


Fee James, www.spatiallyadjusted.com: thestrip.jpg, auf<br />

http://www.spatiallyadjusted.com/wp‐content/uploads/2006/11/thestrip.jpg, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

Forschungsstelle Kaiserpfalz Ingelheim ‐ Holger Grewe, www.kaiserpfalz‐ingelheim.de:<br />

Kaiserpfalz Ingelheim, auf http://www.kaiserpfalz‐ingelheim.de, aufgerufen am 7.09.09<br />

6. Anhang 121<br />

Friedel H.: <strong>Kaiserslautern</strong> – Von den Anfängen bis zur Reichsgründung, Geschwister Schmidt<br />

Verlag, Kaiserlautern, 1995<br />

und <strong>Kaiserslautern</strong> – Von der Kaiserzeit bis zur <strong>Universität</strong>sgründung, Geschwister Schmidt<br />

Verlag, <strong>Kaiserslautern</strong>, 1998<br />

Frischer B., University of Virginia, www.romereborn.virginia.edu: Rome Reborn, auf<br />

http://www.romereborn.virginia.edu/, aufgerufen am 7.09.09<br />

G<br />

Geographisches Institut der <strong>Universität</strong> Bonn, http://www.giub.uni‐bonn.de:<br />

Schloss_Heidelberg‐3D_5.jpg, auf http://www.giub.uni‐bonn.de/karto/heidelberg‐<br />

3d/screenshots/ScreensNeu/Schloss/Schloss_Heidelberg‐3D_5.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

GeoSim Systems Ltd, http://www.geosim.co.il: image_Municipalities_03_big.jpg, auf<br />

http://www.geosim.co.il/images/Solutons/image_Municipalities_03_big.jpg, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

Google Inc.: Fallstudie Dafur Krise, auf<br />

http://earth.google.de/outreach/cs_darfur.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

und KML Reference, auf http://code.google.com/intl/de‐<br />

DE/apis/kml/documentation/kmlreference.html#model, aufgerufen am 7.09.09<br />

und 5723987.jpg, auf<br />

http://static.panoramio.com/photos/original/5723987.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

Gorus Rafael, www.gtavision.com: Vergleich GTA4 und NewYork, auf<br />

http://www.gtavision.com/index.php?section=content&site=112, aufgerufen am 7.09.09<br />

H<br />

H² media factory GmbH, www.netzwelt.de: Keine Open‐Source‐Alternative zu Google Earth,<br />

auf http://www.netzwelt.de/news/74903‐keine‐open‐source‐alternative‐google‐earth.html,<br />

aufgerufen am 7.09.09


122 6. Anhang<br />

Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, www.heise.de: Google Earth fürs iPhone, auf<br />

http://www.heise.de/newsticker/Google‐Earth‐fuers‐iPhone‐‐/meldung/117986, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

und Telekom‐VDSL mit Datendrossel für Powersauger, auf<br />

http://www.heise.de/newsticker/Telekom‐VDSL‐mit‐Datendrossel‐fuer‐Powersauger‐‐<br />

/meldung/144991, aufgerufen am 8.09.09<br />

Höffken S.: Google Earth in der Stadtplanung ‐ Die Anwendungsmöglichkeiten von Virtual<br />

Globes in der Stadtplanung am Beispiel von Google Earth – eine Standortbestimmung, Berlin,<br />

2007<br />

Huß A., www.maxani.de: Telefonat vom 2.09.09<br />

I<br />

ID‐Software Inc.,www.modewiki.net: Erklärung dds‐Format, auf<br />

http://www.modwiki.net/wiki/DDS_%28file_format%29 , aufgerufen am 7.09.09<br />

K<br />

Kawata Masaaki, www.kawatan.net: Photosynth.jpg, auf<br />

http://www.kawatan.net/archives/Photosynth.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

Kirmse J.: 3D to be – Anwendungsfelder und Integrationsmöglichkeiten von Virtuellen 3D –<br />

Stadtmodellen, <strong>Kaiserslautern</strong>, 2006<br />

Kolbe T., www.citygml.org: What is CityGML?, auf<br />

http://www.citygml.org/1523/, aufgerufen am 7.09.09<br />

Kornev Pavel: Quest3D_Demo_MachuPicchu.exe, auf<br />

http://download.quest3d.com/Demos/Quest3D_Demo_MachuPicchu.exe, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

Krause K.J.: Grundsätze der Gestaltplanung von Großstädten. Dargestellt am Beispiel der<br />

Innenstadt Frankfurt/M. in Hellmut Schroeder – Lanz, Stadtgestalt – Forschung, Deutsch‐<br />

Kanadisches Kolloquium, Trierer Geografische Studien, Trier, 1982<br />

L<br />

Law Herbert, Khronos Group, www.khronos.org: COLLADA RT on PS3, auf<br />

http://www.khronos.org/developers/library/2007_siggraph_bof_collada/SCIE.pdf, aufgeru‐<br />

fen am 7.09.09


M<br />

Markuse Pierre, http://www.hardware‐observer.com:iphone_3g_s_3.jpg, auf<br />

http://www.hardware‐observer.com/wp‐content/uploads/2009/06/iphone_3g_s_3.jpg,<br />

aufgerufen am 7.09.09<br />

6. Anhang 123<br />

microsoft corporation, msdn developer library: Billboarding (Direct3D 9), auf<br />

http://msdn.microsoft.com/de‐de/library/bb172358%28en‐us,VS.85%29.aspx, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

microsoft corporation, msdn magazine: Bearbeiten von Fotos mit Photosynth, auf<br />

http://msdn.microsoft.com/de‐de/magazine/cc163398.aspx, aufgerufen am 7.09.09<br />

N<br />

Nyberg Hans, http://virtualdenmark.dk: the_little_mermaid_960.jpg, auf<br />

http://virtualdenmark.dk/qtvr/images/the_little_mermaid_960.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

P<br />

Photobucket Inc., www.tinypic.com: 2wlyemo.jpg, auf http://i39.tinypic.com/2wlyemo.jpg,<br />

aufgerufen am 7.09.09<br />

Play3.de: Entwicklungskosten GTA4, auf http://www.play3.de/2008/05/02/rockstar‐nennt‐<br />

rekord‐entwicklungskosten‐problemlosungen/, aufgerufen am 7.09.09<br />

Poesch, T., Schildwächter, R., Zeile, P.: Eine Stadt wird dreidimensional: 3D<br />

Stadtmodell Bamberg, in Schrenk, Manfred (Hrsg.): 9. Symposion<br />

„Computergestützte Raumplanung“ – CORP 2004, Wien, 2004<br />

R<br />

Rheinpfalz GmbH & Co KG: Neue Pläne für den alten Burghügel, in Rheinpfalz Ausgabe vom<br />

20.06.09, Rheinpfalz Verlag, <strong>Kaiserslautern</strong>, 2009<br />

Rockstar Games: realgta3ou3.jpg, auf<br />

http://img228.imageshack.us/img228/4919/realgta3ou3.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

S<br />

SARL Futura‐Sciences, http://www.futura‐sciences.com: GoogleEarthColiseeBon2.jpg, auf<br />

http://www.futura‐sciences.com/fileadmin/Fichiers/images/High‐<br />

Tech/GoogleEarthColiseeBon2.jpg, aufgerufen am 7.09.09


124 6. Anhang<br />

Schildwächter Ingenieure, www.schildwächter.name: IDA Lodge Road, auf<br />

http://www.schildwaechter.name/html/ida_lodge_road.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

und Sindelfingen, auf<br />

http://www.schildwaechter.name/html/ida_lodge_road.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

und Hotel Bamberg, auf<br />

http://www.schildwaechter.name/html/hotel_bamberg.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

Schildwächter R.: 3D‐Stadtmodelle – Spielzeug oder Arbeitshilfe, in EDV IN DER RÄUMLI‐<br />

CHEN PLANUNG und BAUVERWALTUNG. 502. Tagung der Deutsche Akademie für Städtebau<br />

und Landesplanung / Institut für Städtebau Berlin. 07‐09.12.2006, Berlin, auf<br />

http://www.schildwaechter.name/html/forschung.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

Seiler David, www.fotorecht.de: Fotografieren von und in Gebäuden, auf<br />

http://www.fotorecht.de/publikationen/gebaeude.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

Sharpened Productions, The Techterms Dictionary: Definition Realtime, auf<br />

http://www.techterms.com/definition/realtime, aufgerufen am 7.09.09<br />

Shiny Media Limited, www.techdigest.tv: MWC 2008: Second Life now runs on... an<br />

iPhone?!, auf<br />

http://www.techdigest.tv/2008/02/mwc_2008_second.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

SPIEGEL ONLINE GmbH, www.spiegel.de: Google baut antikes Rom in 3D nach, auf<br />

http://www.spiegel.de/netzwelt/tech/0,1518,590178,00.html, aufgerufen am 7.09.09<br />

Stadtplanungsamt Bamberg, www.stadtplanungsamt‐bamberg.de: Virtuelles Stadtmodell<br />

sorgt für Aufsehen, auf<br />

http://www.stadtplanungsamt.bamberg.de/index.php?option=com_content&view=article&i<br />

d=555:virtuelles‐stadtmodell‐sorgt‐fuer‐aufsehen&catid=76:archiv‐3d‐im‐<br />

stadtplanungsamt&Itemid=100008, aufgerufen am 7.09.09<br />

Streich, B., Weisgerber, W.: Computergestützter Architekturmodellbau: CAAD<br />

– Grundlagen, Verfahren Beispiele, Basel, Boston, Berlin, 1996<br />

in Zeile, P.: Erstellung und Visualisierung von virtuellen 3DStadtmodellen aus kommunalen<br />

Geodaten am Beispiel des UNESCO Welterbes Bamberg, <strong>Kaiserslautern</strong> 2004<br />

Streich, B.: Computer in der Stadtplanung – oder: Von Irrtümern und vom Umgang mit<br />

Komplexität. In: Streich, B und Schmidt, T. (Hrsg.): Computergestützte Assistenzsysteme für<br />

die Stadtplanung. Stadtmanagement auf neuen Wegen. Band 3 der „Beiträge zu Computer‐<br />

gestützten Planungs‐ und Entwurfsmethoden“. <strong>Kaiserslautern</strong> 1997


und Stadtplanung in der Wissensgesellschaft, Wiesbaden, 2005<br />

T<br />

6. Anhang 125<br />

Tamedia AG, http://newsnetz‐blog.ch/webflaneur/: mob65_1187185507.jpg, auf<br />

http://newsnetz‐blog.ch/webflaneur/files/images/2007/8/mob65_1187185507.jpg, aufgeru‐<br />

fen am 7.09.09<br />

Taptu Ltd, Mobile Enzoklopädie Wapedia: Meilensteine der 3D Engines, auf<br />

http://wapedia.mobi/de/Grafik‐Engine, aufgerufen am 7.09.09<br />

und Erklärung Grafikengine, auf<br />

http://wapedia.mobi/de/Grafik‐Engine, aufgerufen am 7.09.09<br />

Trieb M. et al: Erhaltung und Gestaltung des Ortsbildes – Denkmalpflege, Ortsbildplanung<br />

und Baurecht, Kohlhammer Verlag, Stuttgart, 1988<br />

V<br />

ViewTec Inc., http://www.viewtec.net/: terrainview13.jpg, auf<br />

http://www.viewtec.net/uploads/images/terrainview13.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

virtualcitySYSTEMS GmbH, http://www.virtualcitysystems.de: Screenshot der Anwenung<br />

„Building Reconstruction“,auf<br />

http://www.virtualcitysystems.de/4‐service/3d‐gebaeuderekonstruktion.html, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

W<br />

Weblogs Inc., www.tuaw.com: Google Buys @Last, Developer of SketchUp, auf<br />

http://www.tuaw.com/2006/03/14/google‐buys‐last‐developer‐of‐sketchup/, aufgerufen<br />

am 7.09.09<br />

WEB‐SET Interactive GmbH, www.htmlopen.de: Was ist VRML?, auf<br />

http://www.htmlopen.de/programmierung/vrml/, aufgerufen am 7.09.09<br />

Wettels, P.: Erläuterungen zur Diplomarbeit, <strong>Kaiserslautern</strong>, 2004<br />

Wick Niklas, www.apfelnews.de: Apples iPhone konnte den Marktanteil im ersten Quartal<br />

verdoppeln, http://www.apfelnews.eu/2009/05/21/apples‐iphone‐konnte‐den‐marktanteil‐<br />

im‐ersten‐quartal‐verdoppeln/, aufgerufen am 7.09.09


126 6. Anhang<br />

Wikimedia Foundation Inc., www.wikipedia.de: Artikel Baum, auf<br />

http://de.wikipedia.org/wiki/Baum, aufgerufen am 7.09.09<br />

und Artikel Inuyama, auf<br />

http://de.wikipedia.org/wiki/Inuyama, aufgerufen am 7.09.09<br />

Wikimedia Foundation, Inc:Trier_Stadtmodell.JPG, auf<br />

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/2/21/Trier_Stadtmodell.JPG, aufgerufen am<br />

7.09.09<br />

Wohnbaugenossenschaft wagnis eG, http://www.wagnis.org:<br />

big_wagnis3_dsc_7281_architekturmodell_komplett.jpg, auf<br />

http://www.wagnis.org/assets/galleries/126/big_wagnis3_dsc_7281_architekturmodell_ko<br />

mplett.jpg, aufgerufen am 7.09.09<br />

X<br />

xfrog Inc., www.xfrogdownloads.com: Terragen 2 with XfrogPlants: Sidegrades and Mega‐<br />

Bundle, auf http://www.xfrogdownloads.com/greenwebNew/products/productStart.htm,<br />

aufgerufen am 7.09.09<br />

Y<br />

YOUin3D.com GmbH, www.berlinin3d.de: BERLINin3D: Virtuelles Berlin in Second Life, auf<br />

http://www.berlinin3d.com/, aufgerufen am 7.09.09<br />

Z<br />

Zeile, P.: Erstellung und Visualisierung von virtuellen 3DStadtmodellen aus kommunalen<br />

Geodaten am Beispiel des UNESCO Welterbes Bamberg, <strong>Kaiserslautern</strong> 2004

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