Interaktive 3D-Visualisierung der Eiskapelle im Nationalpark Berchtesgaden mit Hilfe einer GameEngine

Die Erstellung und Nutzung von 3D-Modellen entwickelt sich zunehmend zu einem wichtigen Bestandteil der Dokumentation und Darstellung realer Objekte. Durch die fortschreitende Entwicklung in der Datenerfassung, Visualisierung und Rechenleistung, können auch komplexe Strukturen präzise erfasst und rekonstruiert werden. Diese technische Entwicklung bietet insbesondere die Möglichkeit, vergängliche Strukturen und Naturphänomene für zukünftige Analysen und Dokumentationen zu bewahren und dem Betrachter ein immersives Erlebnis zu ermöglichen

Eines dieser Objekte ist die Eiskapelle im Nationalpark Berchtesgaden am Königssee. Dabei handelt es sich um das am tiefst gelegene ganzjährige Firneisvorkommen in Deutschland. Dieses wird in den Wintermonaten durch Lawinen und Schneefall von der Watzmann-Ostwand genährt. In den Sommermonaten entsteht durch Schmelzwasser und Luftzirkulation die für die Eiskapelle markante Form der Eishöhle. Dadurch ist die Eiskapelle nicht nur ein beliebtes Wanderziel für Touristen, sondern wird auch seit Jahrzehnten regelmäßig vermessen, um die Veränderungen durch den Klimawandel zu dokumentieren.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Eiskapelle und deren Umgebung auf Basis der Daten der UAV-Photogrammmetrie (DJI Mavic 3 Enterprise) und des kinematischen sowie statischen, terrestrischen Laserscannings (Z+F FlexScan 22) aus der Messkampagne 2024 als vollständig interaktive 3D-Visualisierung mit Hilfe von frei verfügbarer Software (z.B. Blender, CloudCompare) rekonstruiert. Hierzu wurden die 3D-Punktwolken der beiden Sensoren geeignet aufbereitet, qualitätsgeprüft, modelliert und in der Game Engine „Unreal Engine 5“ zusammen mit dem kostenfreien DGM 5 der Bayerischen Vermessungsverwaltung zu einer begehbaren, interaktiven Anwendung umgesetzt. Neben der geometrisch korrekten Darstellung und einer einfachen Nutzersteuerung lag der Fokus auch in der Realisierung von möglichst realitätsnahen Texturen sowie der Integration von „Erlebnisfunktionen der realen Welt“. Hierzu zählen z.B. Soundeffekte wie Trittgeräusche oder fließendes Wasser, visuelle Effekt wie ein fließender Bach, der Lichtspot einer Taschenlampe im Höhleninnern oder Teleporter für den einfachen Wechsel des Standortes eines Anwenders.

Das Ziel, ein interaktives 3D-Modell der Eiskapelle zu erstellen, konnte durch ein nicht unerhebliches Maß an manuellen Anpassungen erfolgreich umgesetzt werden. Die Herausforderungen lagen vor allem in der fehlenden Datenkompatibilität (z.B. fehlerhafte Materialzuweisung), der korrekten Skalierung bei unterschiedlichen Bezugssystemen, fehlenden Daten (Modell-Lücken), Elimination von Artefakten, Korrektur von Texturübergängen und der großen Datenmenge (mehr als 300 Mio. Punkte pro Sensor).

Die entstandene Anwendung bietet somit eine immersivere Darstellung der Umgebung und kann als Grundlage für zukünftige, epochenübergreifende Vergleiche und Erweiterungen, wie etwa Virtual Reality, dienen.