Project Eternal: Die Welt in 3D einfrieren

Die Initiative »Project Eternal« des Drohnenherstellers Antigravity will Kulturdenkmäler erfassen und in 360 Grad speichern.

Millionen winziger Ellipsoide statt aufwendiger Polygonnetze – Gaussian Splatting verändert, wie Maschinen dreidimensionale Welten erfassen und darstellen.

Kulturerbe digital retten

Civita di Bagnoregio, die »sterbende Stadt« in Mittelitalien, verliert Jahr für Jahr Substanz an Erosion und Verwitterung. Pompeji, durch Vulkanasche konserviert, ist als Freilichtmuseum dauerhaft Witterung und Besuchermassen ausgesetzt. Beide Stätten stehen exemplarisch für ein globales Problem: Kulturerbe verschwindet schneller, als es dokumentiert werden kann – zumindest mit klassischen Methoden.

Genau hier setzt die Initiative »Project Eternal« des Drohnenherstellers Antigravity an. In Zusammenarbeit mit der Kulturerbe-Organisation CyArk sollen beide Stätten vollständig digitalisiert werden – ohne invasive Eingriffe vor Ort. Die 249 Gramm leichte Drohne A1 des Unternehmens ermöglicht hochpräzise 360°-Aufnahmen, die empfindliche Oberflächen so wenig wie möglich belasten. Das Ergebnis sind fotorealistische, interaktive 3D-Modelle, die sich von jedem Standpunkt aus betrachten lassen – und die noch existieren, wenn die Originale längst verschwunden sind.

Project Eternal, gestartet passend zum Internationalen Tag für Denkmäler und Stätten, richtet sich dabei ausdrücklich nicht nur an Profis. Unter dem Motto »Welchen Ort würdest du für immer bewahren?« lädt Antigravity Kreative, Architekten und Archäologen weltweit zur Teilnahme ein. In Kooperation mit der 3DGS-Plattform Splatica stellt das Unternehmen 1.000 kostenlose Uploads bereit – je bis zu zehn Minuten 360°-Material, das direkt in immersive 3D-Modelle umgewandelt werden kann.

Die Juroren des Wettbewerbs. Project Eternal Challenge: Teilnehmen und 10.000 Dollar gewinnen Antigravity und Insta360 rufen gemeinsam zur bislang größten globalen Gaussian-Splatting-Initiative auf – Einsendungen sind noch bis zum 23. Juni möglich. Vier Juroren entscheiden, wer gewinnt. Die Idee hinter dem Project ETERNAL Challenge: Orte, die verschwinden könnten – von Weltkulturerbestätten bis zum eigenen Heimatort –, sollen per 360°-Aufnahme und 3D Gaussian Splatting (3DGS) digital konserviert werden. Die Teilnahme ist in vier Schritten möglich: Aufnehmen – Einen Ort mit einer 360°-Kamera erfassen Hochladen – Die .insv-Dateien auf der Plattform Splatica hochladen, um daraus ein 3D-Modell zu generieren Exportieren – Das fertige Modell als Video herunterladen Teilen – Das Video auf Instagram, Facebook oder Reddit (r/insta360) mit dem Hashtag #Turn360to3D posten und @antigravity_global verlinken Wer keinen Insta360-Workflow nutzt, kann auch eigene Gaussian-Splatting-Pipelines einreichen. Unter allen Einsendungen werden insgesamt 10.000 US-Dollar ausgeschüttet: Der erste Platz erhält 3.500 Dollar, zwei zweite Plätze je 1.500 Dollar, drei dritte Plätze je 800 Dollar sowie sechs vierte Plätze je 180 Dollar. Zusätzlich können Teilnehmer über den Think Bold Fund Hardware-Support beantragen; ausgewählte Arbeiten werden auf Plattformen wie 80 Level sowie den offiziellen Kanälen von Insta360 und Antigravity präsentiert.

Die Technologie dahinter: 3D Gaussian Splatting

Was diese Art der Digitalisierung erst praktikabel macht, ist eine vergleichsweise junge Rekonstruktionstechnik: 3D Gaussian Splatting (3DGS). Lange dominierten zwei Ansätze: klassische Photogrammetrie, die aus Bildpunkten ein Polygonnetz errechnet, und Neural Radiance Fields (NeRF ), eine Deep-Learning-Technik, die Szenen als kontinuierliches, neuronales Volumenmodell beschreibt. Beide haben Stärken – aber auch klare Grenzen in Geschwindigkeit und Flexibilität.

Gaussian Splatting geht einen anderen Weg. Die Technik repräsentiert eine Szene nicht mit einem Netz aus Polygonen, sondern mit Millionen lernbarer, dreidimensionaler Gaussians – mathematischer Objekte, die man sich vereinfacht als kleine, durchscheinende Ellipsoide vorstellen kann. Jeder dieser Ellipsoide ist durch mehrere Parameter beschrieben: Position im Raum, Größe, Ausrichtung, Farbe und Transparenz. Gemeinsam bilden diese Millionen kleiner Objekte eine vollständige volumetrische Beschreibung einer Szene.

Der Name leitet sich aus der Mathematik ab: Eine Gauß-Verteilung – bekannt als Glockenkurve – beschreibt, wie der Einfluss eines Punktes zur Mitte hin am stärksten ist und nach außen weich ausläuft. Genau dieses Prinzip ermöglicht es, Übergänge, Transparenzen und Lichteffekte ohne harte Kanten darzustellen.

Vor dem 360-Grad-Flug.

Wie das Training funktioniert

Der Rekonstruktionsprozess läuft in zwei Phasen ab. Zunächst wird aus einer Sammlung von 2D-Fotos oder Videobildern ein erster grober Punktesatz erzeugt – typischerweise mit Structure-from-Motion (SfM), einer etablierten Methode zur Lagebestimmung von Kameras im Raum. Aus diesen Punkten werden die initialen Gaussians generiert.

Bei der NAB ließ Antigravity die 360-Grad-Drohne im Käfig fliegen.

Im zweiten Schritt optimiert ein differenzierbarer Rendering-Algorithmus alle Parameter iterativ: Die berechneten Ansichten werden mit den Originalfotos verglichen, Abweichungen fließen als Korrektursignal zurück ins System. Das Ergebnis ist Echtzeitrendering hochqualitativer 3D-Szenen bei über 90 Frames pro Sekunde in 1080p.

Das Drohnenunternehmen Antigravity wurde von Insta360 gegründet.

Gegenüber NeRF hat 3DGS dabei einen entscheidenden Vorteil: Das Verfahren kommt ohne neuronale Netze aus. Alle Informationen über die Szene sind direkt in den Gaussian-Verteilungen gespeichert. NeRF muss bei jeder neuen Ansicht erneut durch ein neuronales Netz rechnen; Gaussian Splatting rendert die gespeicherten Ellipsoide direkt. Was bei NeRF Minuten dauern kann, ist mit 3DGS in Echtzeit möglich.

Von der Forschung in die Breite

Entwickelt wurde die Methode vom GraphDeco-Team des französischen Forschungsinstituts INRIA und 2023 auf der Siggraph mit dem Best Paper Award ausgezeichnet. Der veröffentlichte Code für nicht-kommerzielle Nutzung löste in der Grafik- und Gaming-Industrie sofort eine Welle an Experimenten aus.

Drehteam in Pompeji.

Der entscheidende Engpass ist seitdem nicht mehr die Rekonstruktion, sondern die Datenerfassung: Wie kommt man schnell und zuverlässig an genug Aufnahmen aus allen Blickwinkeln? Antigravity setzt dafür auf eine Kombination aus 360°-Kameras von Insta360 und der eigenen Drohne, die Luft- und Bodenaufnahmen in einem einzigen Durchgang ermöglichen soll. Project Eternal ist damit auch ein Praxistest für eine Technologie, die 3D-Rekonstruktion vom Spezialisten-Werkzeug zum Kreativ-Tool machen will.