Standards und Technologien der webbasierten 3D-Visualisierung

Um über das Internet die Visualisierung eines 3D-Modells zu realisieren, wird neben einem Server ein geeigneter Webclient benötigt. Dieser ist dafür zuständig aus den Geometriedaten ein dreidimensionales Bild zu erzeugen. Die Auswahl des Clients ist davon abhängig, welcher Format-Standard den Geo metriedaten zu Grunde liegt und welche Art der Datenhaltung vorliegt. Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Quellen, aus denen der Client seine Informationen beziehen kann. Auf der einen Seite kann der Client die Geometrie dynamisch direkt aus der Datenbank abrufen, auf der anderen Seite können die Daten in einer 3D-Datei vorliegen, welche zuvor aus der Datenbank exportiert wurde. Bei dieser zweiten Variante kann allerdings nur die zum Zeitpunkt des Exportes vorhandene Geometrie dargestellt werden. Nachträgliche Änderungen am Datenbestand würden somit nur durch ein erneutes Exportieren erfasst werden.

Datenhaltung in einer Datenbank

Bei diesem Verfahren wird die zur Visualisierung benötigte Geometrie dynamisch direkt aus der Datenbank abgefragt, ohne dass ein weiterer Zwischenschritt notwendig ist. Das erste und bislang wohl einzige Verfahren dieser Art ist der "Web 3D Service" (W3DS), dessen Idee ursprünglich bei der Geodateninfrastruktur Nordrhein-Westfalen (GDI-NRW) im Rahmen ihres Projektes "Pilot 3D" entstanden ist. Nach Ende der ersten Realisierungsstufe des Projektes wurde es zur Diskussion in das Open Geospatial Consortium (OGC) eingebracht und in Kooperation weiterentwickelt. Allerdings steckt dieses Projekt zum jetzigen Zeitpunkt noch in der Entwicklungsphase, wodurch bisher nur die Testversion 0.4.0 erhältlich ist, welche im November 2009 veröffentlicht wurde. Diese stellt noch keinen OGC Standard dar, sondern hat den Zweck, Feedback und Verbesserungsvorschläge zu sammeln. Dennoch sollte diesem Projekt Beachtung geschenkt werden, da es in naher Zukunft die Visualisierung von 3D-Geodaten aufgrund seiner großen Dynamik revolutionieren könnte.
Der Grundgedanke des W3DS besitzt starke Analogien zum Web Map Service (WMS), der ein anerkannter OGC Standard ist. Wie beim WMS, sollen die neuen 3D-Szenen, welche eine Sammlung von grafischen 3D Elementen darstellt, mit Hilfe eines "Requests" ("Anfrage") direkt aus der Datenbank anhand von verschiedenen Parametern abgefragt werden. Diese Szenen sollen durch einen geeigneten Client im Browser interaktiv und in Echtzeit angezeigt werden können.

Datenhaltung in separaten 3D-Dateien

GeoJSON

GeoJSON ist ein offenes Format, um geographische Daten zu beschreiben und zu transportieren. Es beruht auf der von Douglas Crockford entwickelten JavaScript Objekt Notation (JSON). Dies ist ein offenes, textbasiertes und somit für den Menschen lesbares Austauschformat. Da JSON von der Script-Sprache JavaScript abgeleitet ist, sind Kenntnisse darin nötig, um Objekte beschreiben zu können. Durch die Erweiterung um GeoJSON können Geodaten somit vollkommen unabhängig von der Extensible Markup Language (XML) ausgetauscht werden und sind dadurch gleichzeitig weitaus kompakter, was den Speicherplatzbedarf betrifft.

KML

Die "Keyhole Markup Language" (KML) ist eine Auszeichnungssprache, welche von Google entwickelt und seit April 2008 in der Version 2.2 vom OGC als offener Standard anerkannt wird. Mit Hilfe dieses Formates können geografische Daten in einem virtuellen Globus, wie beispielsweise "Google Earth", dargestellt werden. KML benutzt hierfür eine Tag-basierte Struktur mit ineinander verschachtelten Elementen und Attributen, welche auf dem XML Standard basiert.

VRML/X3D

VRML ist die "Virtual Reality Modeling Language", eine Auszeichnungssprache für 3D-Szenen, und wurde 1995 in der Version 1.0 veröffentlicht. Stetige Weiterentwicklungen führten 1997 zur Version 2.0, welche als ISO Standard festgeschrieben wurde, und meist unter dem Namen VRML97 bekannt ist. Die weitere Entwicklung verlief sehr schleppend, da die ursprüngliche Unterstützung eines großen Computer Herstellers wegfiel. Schließlich wurde die Entwicklung vom web3D Consortium wieder aufgenommen, woraus das "Extensible 3D" (X3D) entstand. Das X3D Datenformat wurde 2001 vom W3C-Konsortium als offizieller Standard für 3D-Inhalte im Internet verabschiedet. Es bildet den Nachfolger des VRML-Standards und ist seit Dezember 2004 als ISO-Standard spezifiziert.