Ars Electronica Festival 2020, September 9-13: Take a Virtual Interactive Tour of Vienna’s St. Stephen’s Cathedral with RIEGL 3D Data!

For Immediate Release
HORN, Austria
August 26, 2020

Editor’s Note: Our latest press release, featuring the use of the RIEGL VZ-400i in the St. Stephen’s Cathedral and the data usage at the ARS Electronica conference, now features an English version followed by a German translated version. We hope you enjoy this fantastic press release!

English Version:

Photo Johannes Pöll/ Ars Electronica Futurelab

Today, virtual reality applications enable us to dive into the most distant worlds, comfortably and safely from the living room couch.

But what does the future look like?

Since 2009, the Ars Electronica Festival has repeatedly offered immersive experiences of a very special kind. This year, the Ars Electronica Center’s Deep Space 8K will make possible a virtual interactive 3D tour of Vienna’s St. Stephen’s Cathedral, based on a point cloud of 21 billion laser-points created by Austrian laser scanner manufacturer RIEGL.

At this year’s festival, The Translucent St. Stephen’s Cathedral allows visitors tofly through the real-time rendered point cloud and make hold on specified points. At these points, high-resolution 360° images of the entire set of more than 21 billion laser points fade in to present the full potential of the venerable building. At this unique level of detail, the laser points, which are based on RIEGL point cloud scans, correspond to a data volume of almost 400 gigabytes. This innovative approach offers an interactive journey through the translucent building in stereoscopic 8K. A truly spectacular experience!

Scan data acquisition was carried out within the framework of the already proven long-term cooperation of RIEGL Laser Measurement Systems with the Dombauamt St. Stephan (St. Stephan Cathedral Construction Office). The goal of this project is an exact recording and documentation of the building structure of St. Stephen’s Cathedral by means of 3D laser scanning in order to create highly precise detailed plans from the point cloud data, as well as to generate views and sections that can be used by the Dombauhütte for construction analysis, damage documentation and simulation of historical construction stages.

The RIEGL VZ-400i laser scanner during data aqusition in and in front of St. Stephen’s Catherderal (Photo Credit RIEGL)

Nikolaus Studnicka, RIEGL Business Division Manager Terrestrial Laser Scanning, explains, “In the typical terrestrial scanning workflow, one so-called panoramic scan after the other is recorded. The operator carries the scanner, which is mounted on a tripod, approximately 10 meters further in a minute cycle and starts the next scan by pressing a button. A full rotation of the scanner records an average of 22.5 million measurement points in 45 seconds. The spatial resolution at a distance of 10 meters is around 7 millimeters. The sophisticated RIEGL Waveform-LiDAR technology makes it possible to record hundreds of scans per day. For this scan project, five calibrated 45 megapixel images were taken per scan position. The image data allows for coloring the scan data and thus, a photo-realistic representation for further applications.”

In total, more than 1000 scan positions were recorded with a RIEGL VZ-400i laser scanner – in the church interior, in the catacombs, in the attic and at St. Stephen’s Square. The scans were automatically registered in the scanner and then adjusted to fifty precisely calibrated control points with an accuracy of six millimeters by means of the so-called “Block Adjustment”.

The entire volume of scan and image data of slightly more than one terabyte was generated in only four surveying days in the years 2018 and 2019 with the laser scanner and in two surveying days with a total station.

When staff members of the Immersify project became aware of this gigantic resource, they wanted to use this potential for a virtual journey through Vienna’s landmark in stereoscopic 8K.

The Translucent St. Stephen’s Cathedral gives you the feeling of experiencing real-time and interactive content with such a high quality that actually cannot be rendered in real-time with current or near-future hardware. This never-before-seen view of Vienna’s St. Stephen’s Cathedral with multiple layers of transparency will now be experienceable at Ars Electronica’s Deep Space 8K in stereo.

The live premiere of the virtual journey will take place during the Ars Electronica Festival 2020 on September 12, 2020 at 4:00 p.m. CEST. Which will be transmitted livestream via: Ars Electronica Festival 2020 Livestream Festival visitors will also be able to see a demonstration of the content in the Deep Space 8K on each day of the festival (September 9 – 13, 2020).

The unique insights into the layers of St. Stephen’s Cathedral were created as part of the Immersify Research & Development Project, which was funded by the EU Horizon 2020 program and dedicated to the development of the next generation of immersive media. Over a period of three years, the project partners – among them Ars Electronica Futurelab (Austria) – have created content for highly immersive environments using various techniques and developing tools for processing the produced data with a truly impressive result that’s something to be proud of!

Project description and video:

Further links:

Ars Electronica Festival 2020


ScanLAB Data

To view the press release in PDF form you can download it below.

About RIEGL:

RIEGL is an international leading provider of cutting-edge technology in airborne, mobile, terrestrial, industrial and unmanned laser scanning solutions.

RIEGL has been producing LiDAR systems commercially for over 40 years and focuses on pulsed time-of-flight laser radar technology in multiple wavelengths.

RIEGL’s core Smart-Waveform technologies provide pure digital LiDAR signal processing, unique methodologies for resolving range ambiguities, multiple targets per laser shots, optimum distribution of measurements, calibrated amplitudes and reflectance estimates, as well as the seamless integration and calibration of systems.

RIEGL’s Ultimate LiDARTM 3D scanners offer a wide array of performance characteristics and serve as a platform for continuing Innovation in 3D for the LiDAR industry.

From the first inquiry, to purchase and integration of the system, as well as training and support, RIEGL maintains an outstanding history of reliability and support to their customers.

Worldwide sales, training, support and services are delivered from RIEGL’s headquarters in Austria; main offices in the USA, Japan, China, Australia and Canada; and a worldwide network of representatives.

Deutsche Version:

Ars Electronica Festival 2020, 9. – 13. September:
RIEGL 3D-Daten für eine virtuelle interaktive Reise durch den Wiener Stephansdom

Virtual-Reality-Anwendungen ermöglichen es uns heute in entfernteste Welten einzutauchen, bequem und sicher von der Wohnzimmer-Couch aus.

Wie aber sieht die Zukunft aus?

Seit 2009 bietet das Ars Electronica Festival immer wieder immersive Erlebnisse der besonderen Art. Heuer ermöglicht das Deep Space 8K des Ars Electronica Centers eine virtuelle interaktive 3D-Tour durch den Wiener Stephansdom, die auf einer 21 Milliarden Laserpunkte großen Punktwolke des österreichischen Laserscanner-Herstellers RIEGL basiert.

The Translucent St. Stephen’s Cathedral – zu Deutsch in etwa Der durchleuchtete Stephansdom – ermöglicht es beim diesjährigen Festivalbesuch, durch die in Echtzeit gerenderte Punktwolke zu fliegen und festgelegte Punkte zu erkunden. An diesen werden die hochaufgelösten 360°-Bilder des gesamten Sets von mehr als 21 Milliarden Laserpunkten eingeblendet und entfalten so das volle Potenzial des altehrwürdigen Gebäudes. In dieser einzigartigen Detailebene entsprechen die Laserpunkte, die auf einem RIEGL Punktwolken-Scan basieren, einem Datenvolumen von fast 400 Gigabyte. Dieser innovative Ansatz bietet eine interaktive Reise durch das „durchleuchtete“ Gebäude in stereoskopischem 8K. Ein wirklich spektakuläres Erlebnis!

Die Scandatenaufnahme erfolgte im Rahmen der bereits bewährten jahrelangen Zusammenarbeit von RIEGL Laser Measurement Systems mit der Dombauhütte St. Stephan. Ziel dieser ist eine genaue Erfassung und Dokumentation der Bausubstanz des Stephansdoms mittels 3D Laserscanning, um aus den Punktwolke-Daten hochgenaue Detailpläne zu erstellen, sowie Ansichten und Schnitte zu generieren, die von der Dombauhütte für Bauanalyse, Schadensdokumentation und Simulation historischer Bauzustände verwendet werden können.

Der RIEGL VZ-400i Laserscanner bei der Datenaufnahme im und vor dem Stephansdom (Fotos RIEGL)

Nikolaus Studnicka, RIEGL Business Division Manager Terrestrial Laser Scanning, führt aus: „Beim typischen Arbeitsablauf mit dem terrestrischen Scanner wird ein sogenannter Panoramascan nach dem anderen aufgenommen. Der Operator trägt den auf einem Dreibeinstativ montierten Scanner quasi im Minutentakt ungefähr 10 Meter weiter und startet durch Tastendruck den nächsten Scan. Dabei werden in einer vollen Scanner-Drehung durchschnittlich 22,5 Millionen Messpunkte in 45 Sekunden erfasst. Die räumliche Auflösung beträgt dabei in 10 Metern Distanz rund 7 Millimeter. Die ausgereifte RIEGL Waveform-LiDAR Technologie ermöglicht es, hunderte Scans pro Tag aufzunehmen. Für dieses Scanprojekt wurden pro Scanposition jeweils fünf kalibrierte 45 Megapixel Fotos aufgenommen. Die Fotodaten ermöglichen eine Einfärbung der Scandaten und damit eine foto-realistische Darstellung für weitere Anwendungen.“

Insgesamt wurden über 1000 Scanpositionen mit einem RIEGL VZ-400i Laserscanner aufgenommen – im Kirchenraum, in den Katakomben, am Dachboden und am Stephansplatz. Die Scans wurden bereits im Scanner zusammengesetzt und mittels sogenanntem Blockausgleich anschließend auf 6 Millimeter genau zu 50 präzise eingemessenen Kontrollpunkten ausgeglichen.

Das gesamte Volumen an Scan- und Bilddaten von etwas mehr als einem Terrabyte wurde dabei in nur vier Vermessungstagen in den Jahren 2018/2019 mit dem Laserscanner und in zwei Vermessungstagen mit einer Totalstation generiert.

Als die Mitarbeiter am Immersify-Projekt von diesem gigantischen Ressourcen Kenntnis bekamen, wollte man dieses Potential unbedingt für eine virtuelle Reise durch das Wiener Wahrzeichen in stereoskopischem 8K nutzen.

The Translucent St. Stephen’s Cathedral vermittelt das Gefühl, Echtzeit- und interaktive Inhalte in höchster Qualität zu erleben – ein Rendering, das mit heutigen Technologiestandards eigentlich nicht in Echtzeit möglich ist. Dazu wurden zwei Arten von Inhalten kombiniert: Eine „High-Resolution“ Punktwolke, die von ScanLab Projects aus verschiedenen Perspektiven in 360°-Bilder vorgerendert wurde, sowie eine „Low-Resolution“ Punktwolke, die in Echtzeit gerendert wird. Diese außergewöhnliche Ansicht des Wiener Stephansdoms mit mehreren Transparenzebenen wird nun im Deep Space 8K von Ars Electronica in Stereo zu sehen sein.

Die Live-Premiere der virtuellen Reise findet während des Ars Electronica Festivals 2020 am 12. September 2020 um 16:00 Uhr MESZ statt und wird via Live Stream übertragen.

Festivalbesucher können darüber hinaus an jedem Festivaltag (9. bis 13. September 2020) an einer Kurzdemonstration im Deep Space 8K teilnehmen.

Die einzigartigen Einblicke in die Ebenen des Stephansdoms entstanden im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts Immersify, das durch das EU-Programm Horizon 2020 finanziert wurde und der Entwicklung der nächsten Generation immersiver Medien gewidmet war. Drei Jahre lang entwickelten die Projektpartner – u.a. Ars Electronica Futurelab (Österreich) – mit verschiedenen Techniken Inhalte für hochgradig immersive Umgebungen und Tools zur Verarbeitung der dabei produzierten Daten.

Mit einem wirklich beeindruckenden Ergebnis, das sich sehen lassen kann!

Projektbeschreibung und Video auf:

Weitere Links:

Ars Electronica Festival 2020


ScanLAB Projects

Um die Pressemitteilung im PDF-Format anzusehen, können Sie sie unten herunterladen.

Mehr über RIEGL:

RIEGL ist ein weltweit führender Anbieter von Laser Scannern und Scanning Systemen für den Vermessungsbereich und liefert modernste Waveform-LiDAR Lösungen für terrestrische, industrielle, mobile, luftgestützte und UAV-basierte Anwendungen.

Seit 1978 fertigt RIEGL LiDAR Sensoren und Systeme für den kommerziellen Einsatz, die auf dem Pulslaufzeitverfahren basieren und bei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen arbeiten.

Die von RIEGL konsequent eingesetzte Digitalisierung der LiDAR-Signale („smart waveforms“) ermöglicht Uneindeutigkeiten bei der Zuordnung von Messungen aufzulösen, Mehrfachziele pro Laserschuss zu detektieren, eine optimale Verteilung der Messpunkte zu erzielen, sowie die Ausgabe von kalibrierten Amplituden und Reflektivitätswerten.

Kontinuierliche “Innovation in 3D®” ermöglicht ein Angebot, das den Anforderungen des sich entwickelnden Marktes immer wieder aufs Neue gerecht wird.

Von Beratung und Kauf bis hin zu Schulung und Systemintegration bietet RIEGL kompetente Unterstützung und zuverlässigen Service. Verkauf, Schulung, Support und Service werden sowohl vom österreichischen Hauptsitz in Horn, NÖ, von den Büros in Wien, Salzburg, und der Steiermark als auch den RIEGL Niederlassungen in den USA, Japan, China, Australien und Kanada sowie durch ein weltweites Netz an Vertriebspartnern abgewickelt.

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