Duisburg 1566: Transferring a Historic 3D City Model from Google Earth into a Virtual Reality Application

Abstract

Physical and digital city models are idealized and simplified representations of spatial, social, economic and cultural structures of a city in a certain region for a specific (historical) timeframe. The presentation of historical city models as physical models in museums gives an overview of the urban situation at a given time in a specified scale, while the visualisation on the Internet permits a playful immersion into the past of a city. Historic city/town models are ideally suited both for thorough multi-dimensional geometric documentation and for realistic interactive visualisation in immersive virtual reality (VR) applications. VR is increasingly in use for visiting (historic) virtual places to enhance a visitor’s experience by providing access to additional materials for review and knowledge deepening. Using today’s available 3D technologies a virtual place is no longer just a presentation of geometric environments on the Internet, but with features—provided by game industry tools—an interactive visualisation of objects can be achieved. In this paper the conversion and adaptation of an existing virtual 3D model for a VR application is presented. The model of the city of Duisburg, Germany, is based on the year 1566 and exists as a physical model and was digitised for a Google Earth representation in 2007. The workflow from data acquisition using laser scanning in 2007 to the visualisation in 2018 using the VR system HTC Vive, including the necessary programming for user navigation and interactions, is described. Furthermore, the use (including simultaneous use of multiple end-users) of such a VR visualisation for historic city models is discussed.

Zusammenfassung

Duisburg 1566: Übertragung eines historischen 3D Stadtmodells von Google Earth auf eine Virtual Reality Anwendung. Physische und digitale Stadtmodelle sind vereinfachte und generalisierte Repräsentationen der räumlichen, wirtschaftlichen und kulturellen Strukturen einer Region für einen spezifischen (historischen) Zeitpunkt. Physische Modelle historischer Städte können als Darstellungsform in Museen verwendet werden, um urbane Situationen in einer definierten Skalierung abzubilden, während digitale Modelle im Internet ein spielerisches und interaktives Eintauchen in die Stadtgeschichte ermöglichen. Die historischen Modelle sind dabei sowohl für eine tiefgreifende multidimensionale Analyse als auch für das Begreifbarmachen durch Laiennutzer, z.B. in Virtual Reality (VR) geeignet. Die Darstellung von historischen Modellen in VR erlaubt dabei auch die Vermittlung von tieferem Verständnis durch das Einbinden historischer Quellen sowie deren Analyse und Bewertung. Mit den heute verfügbaren 3D-Techniken muss die virtuelle Repräsentation von historischen Orten nicht mehr nur eine Darstellung geometrischer Merkmale sein, sondern kann durch die technologischen Fähigkeiten der Computerspiel-Branche als interaktive Visualisierung aufgewertet werden. In diesem Beitrag wird die Überführung und Anpassung eines existierenden virtuellen Stadtmodells der Stadt Duisburg, Deutschland, aus dem Jahr 1566 beschrieben, welches als physisches Stadtmodell existiert, das für die Google Earth Engine 2007 digitalisiert wurde und heute als VR Applikation betrachtet und besucht werden kann. Der Arbeitsablauf von der Datenerfassung durch Laserscanning bis zur Visualisierung mit dem VR-System HTC Vive inklusive der notwendigen Programmierung von Navigations- und Interaktionslogik wird beschrieben. Das mögliche, gemeinsame Begehen virtueller Welten von historischen Stadtmodellen wird ebenfalls diskutiert.