De opvallende verschillen tussen geo-engines en game-engines

Een kijkje in de praktijk

Wat zijn volgens jou de grootste technische uitdagingen bij het verwerken van omvangrijke geospatial datasets in 3D?

“Alles heeft zijn waarde en zijn plaats”, begint Joris. “Een belangrijke ontwikkeling die wij de laatste tijd zien is dat er veel hybride oplossingen toegepast worden. Wij werken nu samen met Nvidia om op verschillende niveau’s reality capture, digital twins en real-world models te visualiseren. Wat we dan merken is dat de typische formaten waar de geospatial wereld mee werkt lastig zijn te verwerken in grote schaal in game-engines.”

Joris gaat verder: “Voor kleinere scenes, zoals bijvoorbeeld een klant van ons vraagt om een stadshuis te visualiseren met een hoge mate van details en visual-fidelity, hebben wij de overweging om die 3D-scènes met fotogrammetrie of point-cloud meshes te maken. En dan kunnen we daar real-time ray-tracing op toepassen. Maar wil je daar meer mee doen, zoals bijvoorbeeld sensor data inzetten en allerlei vector data bij toevoegen, wordt het een stuk moeilijker. Technisch is het wel mogelijk om dat in een game engine voor elkaar te krijgen, maar dat is niet makkelijk.”

“Visuals zijn niet onbelangrijk, maar niet het belangrijkste. Vanuit de geospatiale kant proberen we natuurlijk PBR (Physically Based Rendering) -shading en processing aspects te visualiseren. Schaduwanalyse is iets wat wel voorkomt in onze wereld, maar ray-tracing is niet in zo’n mate relevant.”

Vanuit de gemeentepraktijk

Ook Corné Helmons, Advisor Digital Twin, GeoBIM en standaardisatie bij HCI Infra BV, ziet de verschillen. Hij begeleidde digital twin projecten voor onder andere de gemeente Rotterdam en Den Haag. En deelde zijn visie van de toepassing van het werk dat hij doet met een game-engine:

“De grootste technische uitdagingen waar wij tegenaan lopen hebben vooral te maken met de nauwkeurigheid van onze data. Met name dat de geo-referenties goed staan en bijgehouden worden. Wij hebben een training gevolgd voor het gebruik van een game-engine. Dat werkt als een tierelier,” vertelt hij met een glimlach op zijn gezicht.

Corné denkt even na en vervolgt: “Wel merken wij dat er beperkingen binnen de schaalbaarheid in de dataverwerking zijn.” Daarom heb ik de directie uitgedaagd om samenwerkingen aan te gaan met andere partijen die ons hierbij kunnen helpen, zoals IMAGEM, waar we contact mee kregen tijdens onze reis naar het Smart City EXPO event in Barcelona.”

Corné: “Nou, dat is dus de kern van waar wij bij de gemeente Rotterdam nu tegen aanlopen. Hoe ik het voor mij zie is dat er via het Open Urban Platform (OUP) een grote bak data op elkaar aangesloten wordt, waarbij we allemaal dezelfde referenties, BIM-modellen en datasets kunnen afstemmen. Zodat het dus niet meer uitmaakt dat we met Unreal of met Luciad werken, maar dat we ervan op aan kunnen dat de gegevens accuraat zijn, of in ieder geval acceptabel voor het project waar we aan werken. Het doel moet het resultaat zijn, niet de weg ernaartoe.

Vooralsnog hebben wij met ons platform gericht op een visualisatie zonder ‘Z-component’, we hanteren dus een platte ondergrond. Voor BIM-modellen maakt dat niet uit omdat daar toch ook geen kromming in toegepast is. Dat maakt het voor ons allemaal makkelijker gezien de omvang van ons werkgebied binnen Rotterdam. Bovendien gaat het over het algemeen met onze geo-positionering best prima, zolang we het NAP niveau aanhouden. Zodra we echter met projecten aan de gang gaan die groter in omvang zijn, zoals bijvoorbeeld de Groene Boog of een tramlijn van het strand naar de binnenstad, dan lopen we nog wel tegen uitdaging aan.”

Joris vult hierbij aan: “Datasets zijn altijd van een zodanige grote omvang dat je, zodra je visualisaties wilt streamen en met hoge level of details werkt, andere uitdagingen krijgt. Game developers werken hier al jaren mee, vaak op basis van handmatig werk om ervoor te zorgen dat het er goed uit ziet en functioneert. Binnen een kamer of ruimte weten ze bijvoorbeeld dat de buitenwereld wegvalt omdat die niet weergegeven hoeft te worden. Daardoor hoeft de engine die data niet te renderen, wat zorgt voor optimaal gebruik van de hardware.”

“Zo kan bijvoorbeeld een kerktoren in de verte minder scherp weergegeven worden. Je kunt dat handmatig bewerken en bepalen, maar het blijft een uitdaging om de juiste ‘level of detail’ af te stemmen op de situatie. We zien juist ook dat er hybride omgevingen gemaakt worden die wij met onze datasets in Unreal laden. We hebben klanten die 3D dataprocessing en 3D tiles enkel in Unreal engine weergeven, maar dan inladen via Luciad. Daarin zie je dus ook de flexibiliteit van deze engine in combinatie met ons platform waarbij we relatief snel en effectief kunnen schakelen op basis van de wensen van de klant.”

Joris houdt enorm van de veelzijdigheid en variatie in alles wat er aan data verzameld wordt: “Wat ik leuk vind is de diversiteit en de hoeveelheid data die gemaakt wordt. Denk bijvoorbeeld aan data-inwinning (meten, scannen, etc.), waarbij op allerlei verschillende manieren en formaten data gegenereerd wordt. Maar ook analyses die we op luchtfoto’s, data en real-time video kunnen toepassen wanneer deze verzameld worden en verrassende resultaten kunnen opleveren. Al deze data en de uitdaging die we hebben om alles samen te brengen is wat mij motiveert om elke dag uit mijn bed te komen.”

Corné is vooral op zoek naar de beschikbaarheid en snelheid waarmee data toegepast kan worden: “Ik denk dat IMAGEM met Luciad een hele goede aanvulling is binnen het OUP met daarin het perspectief en de schaal dat de gehele wereld benadert kan worden. Zeker voor openbare datasets die we van andere gemeentes inzien kan dat buiten onze range het makkelijker maken om de digital twin visualisaties vloeiend op elkaar aan te laten sluiten. Als we dan alle geo-referenties op elkaar aangesloten kunnen krijgen en allemaal dezelfde standaarden hanteren, zou de wereld er volgens mij al een stuk beter uit zien.”