Serious 3D-VR-Game mit realistischen Stadtwelten

Bisher vorhandene Projekte, welche OpenStreetMap (OSM) Daten als eine 3D-Welt darstellen, haben aus Sicht des Industriepartners zwei Probleme:
Das erste Problem ist, dass nur ein vordefinierter Bereich visualisiert wird. Es soll aber eine weltweite Abdeckung möglich sein. Das zweite Problem ist,
dass diese bestehenden Projekte nicht als Videospiel existieren, sondern eher als Karte, wie Google Maps. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine realistische 3D-Weltkarte zu erstellen,
in der man sich als Spieler frei bewegen kann, ähnlich wie in einem Open-World-Spiel. Für die Geodaten werden Daten von OSM verwendet. Für die Visualisierung der Geodaten wird die freie Game-Engine Godot und die integrierte Programmiersprache GDScript verwendet.
Die Geodaten werden in einem genormten, speichereffizienten Format geliefert, in sogenannten Mapbox-Vektorkacheln. Diese werden mithilfe einer externen Software namens Planetiler aus den OSM-Daten erstellt. Dabei handelt es sich um eine leicht abgeänderte Version des Planetilers.
Godot liest die Daten aus diesen Vektorkacheln aus und decodiert die Geometrien zur Darstellung der Objekte. Für das Auslesen der Vektorkacheln wird eine Software des Industriepartners verwendet, welche im Godot Projekt als Erweiterung integriert werden kann.
Folgende Objekte werden momentan dargestellt: Punktobjekte wie Bäume und Sitzbänke, Polygone wie Gebäude, Linienobjekte (Pfade) wie Strassen, Gehwege und Schienen sowie Flächenobjekte wie Bodenbedeckung, Flüsse und Seen, welche ebenfalls Polygone sind.

Die Qualität der dargestellten Objekte hängt von der Datenqualität in OSM ab. Beispielsweise sieht man in grossen bekannten Städten wie New York, dass viele Gebäude verschiedene Höhen haben.
In weniger bekannten Gegenden haben die meisten Gebäude keine Höhe in OSM. Die Qualität hängt ebenfalls von den Vektorkacheln ab, die vom Planetiler produziert werden.
Zu beachten ist, dass die vom Planetiler generierten Vektorkacheln nicht immer alle OSM-Daten enthalten. In dieser Arbeit hat man sich nicht mit der implementation des Planetilers befasst.
Als Spieler kann man die Software starten, und man landet an einem fix definierten Startpunkt. Der Spieler kann sich überall auf der Welt hinbewegen, oder den Startpunkt selbst anpassen.
Dabei wird immer ein Bereich von 4x4 Vektorkacheln dargestellt. Bewegt sich der Spieler in eine bestimmte Richtung, werden automatisch die neuen Vektorkacheln heruntergeladen und visualisiert.
Der alte Bereich, von dem sich der Spieler entfernt, wird gleichzeitig aus dem Speicher entfernt.

Der Nutzen dieser Arbeit besteht darin, eine Grundlage für die Verbesserung von OSM zu schaffen. In weiterführenden Arbeiten kann dieses Projekt so erweitert werden,
dass der Benutzer auf spielerische Weise Kartendaten aus der realen Welt - zum Beispiel von Mapillary oder Google Street View - mit der 3D-Welt in Godot vergleichen und fehlende Objekte oder Daten ergänzen kann,
beispielsweise die Höhendaten für Gebäude. Dies hilft letztlich, OSM mit Daten anzureichern. Je mehr Daten in OSM vorhanden sind, desto realistischer kann die 3D-Welt dargestellt werden.
Das Hauptziel dieser Studienarbeit bestand darin, eine Software zu entwickeln, welche die Geodaten aus OSM visualisieren kann. Dieses Ziel wurde erreicht.
Die Vektorkacheln beinhalten weitere Daten, mit denen man die Visualisierung realistischer gestalten könnte. Eine weitere Möglichkeit für die detaillierte Visualisierung der OSM-Daten wäre,
mithilfe von Terrain-Datasets die Höhen des Geländes darzustellen.