3D Gaussian Splatting (3DGS) menjadi salah satu teknologi yang menarik dalam perkembangan visualisasi data 3D. Teknologi ini memungkinkan data hasil pemindaian direpresentasikan sebagai scene tiga dimensi yang dapat dilihat dari berbagai sudut pandang. Dengan pendekatan tersebut, pengguna dapat memperoleh gambaran visual yang lebih realistis mengenai objek atau lingkungan yang telah dipindai.
Dalam pekerjaan survei dan pemetaan, kebutuhan terhadap data 3D terus meningkat. Point cloud masih menjadi salah satu data penting untuk mendapatkan informasi geometri. Namun, beberapa proyek juga membutuhkan visualisasi yang mampu menunjukkan bentuk, warna, dan tampilan objek secara lebih detail. Karena itu, 3D Gaussian Splatting dapat menjadi salah satu teknologi yang melengkapi workflow survei 3D.
Apa Itu 3D Gaussian Splatting?
3D Gaussian Splatting merupakan metode untuk merepresentasikan scene 3D menggunakan kumpulan Gaussian tiga dimensi. Setiap Gaussian memiliki informasi seperti posisi, bentuk, orientasi, warna, dan atribut visual lainnya. Sistem kemudian mengoptimalkan kumpulan Gaussian tersebut berdasarkan data pengamatan untuk membentuk representasi visual sebuah scene.
Teknologi 3D Gaussian Splatting diperkenalkan oleh Bernhard Kerbl dan tim melalui penelitian berjudul “3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering” pada 2023. Penelitian tersebut memperkenalkan pendekatan yang menggunakan representasi Gaussian eksplisit untuk menghasilkan novel-view synthesis dengan kualitas visual tinggi dan kemampuan rendering secara real-time.
Berbeda dari pendekatan yang sepenuhnya mengandalkan neural network untuk merepresentasikan scene, 3DGS menggunakan Gaussian sebagai representasi eksplisit. Setiap elemen memiliki parameter yang dapat dioptimalkan selama proses rekonstruksi. Hasilnya kemudian dapat digunakan untuk menampilkan scene dari sudut pandang yang berbeda.
Dengan kemampuan tersebut, 3D Gaussian Splatting menarik untuk kebutuhan visualisasi lingkungan, dokumentasi bangunan, arsitektur, objek heritage, hingga berbagai kebutuhan digital reality capture.
3D Gaussian Splatting dan Point Cloud
3D Gaussian Splatting dan point cloud memiliki fungsi yang berbeda dalam workflow data 3D. Point cloud terdiri dari kumpulan titik yang menyimpan informasi posisi dalam ruang tiga dimensi. Data ini banyak digunakan untuk pengukuran, analisis geometri, perhitungan volume, pembuatan penampang, dan pemodelan.
Sementara itu, 3DGS lebih berfokus pada representasi visual sebuah scene. Kumpulan Gaussian membawa informasi yang berkaitan dengan posisi dan tampilan sehingga sistem dapat menghasilkan visualisasi dari berbagai sudut pandang.
Oleh karena itu, 3D Gaussian Splatting tidak menggantikan point cloud dalam pekerjaan survei. Keduanya justru dapat saling melengkapi. Point cloud dapat digunakan untuk kebutuhan teknis dan analisis geometri. Selanjutnya, 3DGS dapat digunakan ketika proyek membutuhkan visualisasi yang lebih realistis.
Dari Data Survei ke 3DGS
Proses 3D Gaussian Splatting dalam pekerjaan survei tetap dimulai dari tahap akuisisi data. Perangkat SLAM dapat menangkap informasi spasial ketika operator melakukan pemindaian di lapangan. Pada perangkat tertentu, teknologi LiDAR, kamera, RTK, dan SLAM dapat bekerja secara terintegrasi untuk mengumpulkan informasi 3D.
Setelah proses scanning selesai, data masuk ke tahap pengolahan. Pada tahap ini, pengguna dapat melakukan pemrosesan data SLAM, point cloud, colorization, hingga rekonstruksi model sesuai kebutuhan proyek.
Selanjutnya, data dapat diproses untuk menghasilkan representasi 3D Gaussian Splatting. Dalam ekosistem Hi-Target, Hi-LiDAR menyediakan fitur 3DGS Reconstruction & Visualization pada modul SLAM Data Processing.
Secara sederhana, alur tersebut dapat digambarkan sebagai:
Akuisisi data → SLAM dan point cloud → Pengolahan data → 3DGS Reconstruction → Visualisasi 3D
Dengan workflow tersebut, data hasil pemindaian dapat menghasilkan beberapa bentuk output. Point cloud dapat mendukung kebutuhan analisis, sedangkan 3DGS dapat memberikan alternatif visualisasi scene yang lebih realistis.
Hi-Target LS1 untuk Akuisisi Data 3D
Hi-Target LS1 SLAM Scanner dirancang untuk menangkap data 3D melalui kombinasi teknologi LiDAR, RTK, dan SLAM. Perangkat ini juga menggunakan kamera panorama untuk membantu menangkap informasi visual selama proses scanning.
Karena itu, LS1 dapat digunakan untuk berbagai pekerjaan yang membutuhkan akuisisi data 3D secara fleksibel. Contohnya meliputi building surveying, dokumentasi bangunan, pemetaan interior, konstruksi terowongan, dan dokumentasi objek heritage.
Selain menghasilkan point cloud, workflow LS1 juga dapat mendukung pembuatan mesh dan model 3DGS. Data tersebut kemudian dapat diproses lebih lanjut untuk kebutuhan visualisasi dan dokumentasi.
Sebagai contoh, Hi-Target menunjukkan penggunaan teknologi SLAM untuk mendokumentasikan objek bangunan heritage. Data hasil scanning dapat diproses menjadi representasi 3D yang membantu pengguna melihat bentuk dan detail objek secara lebih menyeluruh.
Beli: Hi-Target LS1 SLAM Scanner
Pengolahan 3DGS Menggunakan Hi-LiDAR
Setelah proses akuisisi, data SLAM dapat diproses menggunakan Hi-LiDAR. Software ini menyediakan berbagai fungsi untuk mengolah data point cloud dan data SLAM.
Pada modul SLAM Data Processing, Hi-LiDAR menyediakan fitur 3DGS Reconstruction & Visualization. Fitur tersebut memungkinkan pengguna mengolah data menjadi representasi 3D Gaussian Splatting untuk kebutuhan visualisasi.
Selain 3DGS, Hi-LiDAR juga menyediakan fungsi pengolahan lainnya seperti point cloud processing dan mesh surface modeling. Dengan demikian, pengguna dapat menentukan jenis output berdasarkan kebutuhan proyek.
Sebagai contoh, point cloud dapat digunakan untuk analisis geometri. Mesh dapat digunakan untuk membentuk permukaan objek. Sementara itu, 3D Gaussian Splatting dapat digunakan untuk menghasilkan visualisasi scene yang lebih realistis.
Bagaimana dengan Hi-Target V700S?
Selain LS1, Hi-Target juga memiliki V700S SLAM RTK yang menggabungkan teknologi RTK dengan SLAM. Kombinasi tersebut memungkinkan perangkat digunakan untuk pekerjaan yang membutuhkan positioning dan pemindaian 3D.
Data SLAM dari V700S dapat diproses lebih lanjut menggunakan Hi-LiDAR. Pada workflow tersebut, pengguna dapat melakukan pengolahan data sebelum menghasilkan berbagai output 3D.
Hi-LiDAR mencantumkan 3DGS Reconstruction & Visualization sebagai salah satu fungsi pada modul SLAM Data Processing. Karena itu, 3D Gaussian Splatting dapat menjadi bagian dari proses pengolahan data setelah tahap akuisisi.
Namun, 3DGS tetap memiliki fungsi yang berbeda dari RTK dan SLAM. RTK membantu memperoleh positioning dengan tingkat ketelitian tertentu, sedangkan SLAM membantu proses pemetaan dan pelacakan posisi selama pemindaian. Setelah itu, 3DGS dapat membantu merepresentasikan hasil pemindaian dalam bentuk visual yang lebih realistis.
Beli: GPS Geodetik/GNSS Hi-Target V700S SLAM RTK
Apa Manfaat 3D Gaussian Splatting untuk Survei?
3D Gaussian Splatting dapat memberikan manfaat ketika proyek membutuhkan visualisasi data 3D yang lebih mudah dieksplorasi. Teknologi ini dapat membantu pengguna memahami kondisi objek atau lingkungan berdasarkan data hasil pemindaian.
Beberapa kebutuhan yang dapat memanfaatkan 3DGS antara lain:
1. Dokumentasi Bangunan
Data 3DGS dapat membantu mendokumentasikan kondisi bangunan secara visual. Pengguna dapat mengeksplorasi scene dari berbagai sudut pandang tanpa hanya mengandalkan foto 2D.
2. Dokumentasi Arsitektur
Visualisasi 3D dapat membantu menampilkan bentuk dan detail arsitektur secara lebih menyeluruh. Data tersebut juga dapat mendukung kebutuhan presentasi dan dokumentasi.
3. Dokumentasi Objek Heritage
Objek heritage membutuhkan dokumentasi yang mampu mempertahankan informasi bentuk dan tampilan. Karena itu, 3D Gaussian Splatting dapat menjadi salah satu pilihan untuk membuat representasi digital objek.
4. Digital Reality Capture
Data hasil scanning dapat dikembangkan menjadi representasi digital yang menggambarkan kondisi objek atau lingkungan. Selanjutnya, pengguna dapat memanfaatkan data tersebut untuk kebutuhan visualisasi dan dokumentasi.
5. Visualisasi Proyek
Visualisasi 3D dapat membantu tim memahami kondisi existing sebuah lokasi. Hal ini juga dapat mempermudah komunikasi antara surveyor, kontraktor, konsultan, dan stakeholder.
6. Presentasi Hasil Survei
Data survei seringkali membutuhkan penyajian yang mudah dipahami oleh pihak yang tidak bekerja langsung dengan point cloud. Dalam kondisi tersebut, visualisasi 3DGS dapat membantu menyampaikan kondisi objek secara lebih intuitif.
Meski begitu, kebutuhan setiap proyek tetap berbeda. Jika proyek membutuhkan pengukuran, ekstraksi koordinat, perhitungan volume, atau analisis geometri, point cloud tetap menjadi data penting. Sebaliknya, jika proyek membutuhkan visualisasi yang lebih realistis, 3DGS dapat menjadi output tambahan.
Satu Akuisisi, Banyak Output
Perkembangan teknologi survei 3D memungkinkan satu proses akuisisi menghasilkan beberapa jenis data. Pendekatan ini dapat meningkatkan fleksibilitas dalam pemanfaatan hasil scanning.
Dalam workflow Hi-Target, data yang diperoleh dari perangkat SLAM dapat diproses untuk menghasilkan beberapa output. Pengguna dapat memilih output sesuai kebutuhan pekerjaan.
Beberapa output tersebut meliputi:
- Point cloud untuk analisis dan pengukuran.
- Mesh untuk membentuk permukaan atau model 3D.
- 3D Gaussian Splatting untuk visualisasi scene.
Dengan pilihan tersebut, satu proses scanning dapat mendukung kebutuhan teknis sekaligus visual. Point cloud dapat membantu proses analisis. Mesh dapat membantu pembuatan model permukaan. Sementara itu, 3D Gaussian Splatting dapat menghadirkan representasi scene yang lebih realistis.
Mengapa 3D Gaussian Splatting Menarik untuk Survei 3D?
Perkembangan 3D Gaussian Splatting menunjukkan adanya kebutuhan terhadap metode visualisasi yang mampu memanfaatkan data 3D secara lebih interaktif. Teknologi ini memberikan cara berbeda untuk melihat kembali objek atau lingkungan yang telah direkam.
Dalam pekerjaan survei, point cloud tetap memiliki peran utama untuk kebutuhan geometri dan pengukuran. Namun, hasil pekerjaan juga dapat membutuhkan bentuk visualisasi yang lebih mudah dipahami oleh klien atau stakeholder.
Karena itu, 3DGS dapat ditempatkan sebagai bagian dari workflow pengolahan data 3D. Teknologi ini tidak menggantikan metode survei yang sudah ada. Sebaliknya, 3D Gaussian Splatting dapat memperluas pemanfaatan data hasil akuisisi.
Penggunaan perangkat seperti Hi-Target LS1 dan V700S bersama Hi-LiDAR memberikan workflow yang mencakup proses akuisisi, pengolahan point cloud, pembuatan mesh, hingga 3DGS Reconstruction & Visualization.
Kesimpulan
3D Gaussian Splatting merupakan metode representasi scene 3D yang dapat menghasilkan visualisasi dari berbagai sudut pandang. Teknologi ini memberikan alternatif untuk menampilkan data hasil pemindaian secara lebih realistis.
Dalam pekerjaan survei dan pemetaan, 3DGS dapat menjadi pelengkap point cloud. Point cloud dapat digunakan untuk kebutuhan pengukuran dan analisis geometri. Sementara itu, 3D Gaussian Splatting dapat membantu kebutuhan visualisasi, dokumentasi, dan eksplorasi scene.
Dengan dukungan perangkat seperti Hi-Target LS1, V700S SLAM RTK, dan software Hi-LiDAR, data hasil akuisisi 3D dapat dikembangkan menjadi beberapa jenis output. Pendekatan tersebut membuat hasil survei memiliki pemanfaatan yang lebih luas, mulai dari analisis teknis hingga visualisasi 3D.
Referensi: Kerbl, B., Kopanas, G., Leimkühler, T., & Drettakis, G. (2023). 3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering. ACM Transactions on Graphics.
