The diploma thesis describes how an 3D-object can manipulated easily using an approximation of the medial axis. / Die Diplomarbeit beschreibt, wie ein trianguliertes 3D-Objekt in eine Volumendarstellung überführt wird und von der die Mittelachsenapproximation durch 1D- bzw. 2D-Skelett berechnet wird. Auf dem Skelett werden automatisch Stützpunkte berechnet oder durch den Anwender festgelegt. Durch interaktive Modifikation dieser Stützpunkte wird eine neue Form des Skeletts bestimmt, die durch inverse Transformation auf die 3D-Triangulierung übertragen wird.

The diploma thesis describes how an 3D-object can manipulated easily using an approximation of the medial axis. / Die Diplomarbeit beschreibt, wie ein trianguliertes 3D-Objekt in eine Volumendarstellung überführt wird und von der die Mittelachsenapproximation durch 1D- bzw. 2D-Skelett berechnet wird. Auf dem Skelett werden automatisch Stützpunkte berechnet oder durch den Anwender festgelegt. Durch interaktive Modifikation dieser Stützpunkte wird eine neue Form des Skeletts bestimmt, die durch inverse Transformation auf die 3D-Triangulierung übertragen wird.

Digitale 3D-Modelle der Architektur haben innerhalb der letzten fünf Jahrzehnte sowohl die analogen, auf Papier basierenden Zeichnungen als auch die physischen Modelle aus ihrer planungs-, ausführungs- und dokumentationsunterstützenden Rolle verdrängt. Als Herausforderungen bei der Integration von 3D-Modellen in digitale Bibliotheken und Archive sind zunächst die meist nur rudimentäre Annotation mit Metadaten seitens der Autoren und die nur implizit in den Modellen vorhandenen Informationen zu nennen. Aus diesen Defiziten resultiert ein aktuell starkes Interesse an inhaltsbasierter Erschließung durch vernetzte Nutzergruppen oder durch automatisierte Verfahren, die z.B. aufgrund von Form- oder Strukturmerkmalen eine automatische Kategorisierung von 3D-Modellen anhand gegebener Schemata ermöglichen. Die teilweise automatische Erkennung von objektinhärenter Semantik vergrößert die Menge an diskreten und semantisch unterscheidbaren Einheiten. 3D-Modelle als Content im World Wide Web können sowohl untereinander als auch mit anderen textuellen wie nichttextuellen Objekten verknüpft werden, also Teil von aggregierten Dokumenten sein. Die Aggregationen bzw. der Modellkontext sowie die inhärenten Entitäten erfordern Instrumente der Organisation, um dem Benutzer bei der Suche nach Informationen einen Mehrwert zu bieten, insbesondere dann, wenn textbasiert nach Informationen zum Modell und zu dessen Kontext gesucht wird. In der vorliegenden Arbeit wird ein Metadatenmodell zur gezielten Strukturierung von Information entwickelt, welche aus 3D-Architekturmodellen gewonnen wird. Mittels dieser Strukturierung kann das Modell mit weiterer Information vernetzt werden. Die Anwendung etablierter Ontologien sowie der Einsatz von URIs machen die Informationen nicht nur explizit, sondern beinhalten auch eine semantische Information über die Relation selbst, sodass eine Interoperabilität zu anderen verfügbaren Daten im Sinne der Grundprinzipien des Linked-Data-Ansatzes gewährleistet wird. / Digital 3D models from the domain of architecture have replaced analogue paper-based drawings as well as haptic scale models bit by bit during the last five decades. The main challenges for integrating 3D models in digital libraries and archives are posed by mostly only sparse annotation with metadata provided by the author and the fact that information is only implicitly available. This has recently led to an increased interest in context-based indexing using automatic approaches as well as social tagging. Computer based approaches usually rely on methods from artificial intelligence including machine learning for automated categorization based on geometric and structural properties according to a given classification scheme. The partially automated recognition of model-inherent semantics increases the number of discrete and semantically distinguishable entities. 3D models as parts of the World Wide Web can be interlinked which each other. Aggregations as well as the model context along with inherent entities require efficient tools for organization in order to provide real additional benefits for the user during its quest for information. Especially for text-based search on information about a 3D model and its context, a metadata model is an indispensable tool regarding the above described challenges. In this work we develop a metadata model for specific structuring of information, which is obtained from 3D architectural models. Using this structure, the model can be linked to further information. The application of established ontologies and the use of URIs make the information not only explicitly, but also provide semantic information about the relation itself. By that, interoperability according to the principles of the LOD approach is guaranteed.

Die geologische Entwicklung der Vorerzgebirgs-Senke war bereits mehrfach Gegenstand geowissenschaftlicher Arbeiten. Darauf aufbauend war es möglich, unter erstmaliger Verwendung von computergenerierten 3D-Modellen, die Kenntnisse über die Vorerzgebirgs-Senke unter Einbindung neuer Gesichtspunkte zu erweitern. Auf der Basis der entwickelten 3D-Modelle von Zwickau, Mülsenfeld und Oelsnitz und unter Berücksichtigung der Ergebnisse neuerer Kartierungen und Untersuchungen, vor allem innerhalb der ehemaligen Steinkohlenbergbaureviere von Lugau/Oelsnitz und Zwickau, werden Vorstellungen zur möglichen geologischen Entwicklung der Struktur dargelegt. Dabei wird ein vollständiges Bild der Beckenentwicklung, beginnend ab Westfal B/C (Flöha-Becken) bis rezent für den Senkungsraum zusammengetragen. Im Ergebnis der Arbeit zeigt sich, dass die bruchtektonische Entwicklung der Vorerzgebirgs-Senke von einer präoberkarbonen Beckenanlage im Zuge der variszischen Falten-/Schuppentektonik und Deckenstapelung über eine tektonisch kontrollierte Anlage der Sedimentbecken, einer synsedimentären Tektonik, bis hin zu bedeutenden postsedimentären saxonischen Bewegungen reicht.

Die geologische Entwicklung der Vorerzgebirgs-Senke war bereits mehrfach Gegenstand geowissenschaftlicher Arbeiten. Darauf aufbauend war es möglich, unter erstmaliger Verwendung von computergenerierten 3D-Modellen, die Kenntnisse über die Vorerzgebirgs-Senke unter Einbindung neuer Gesichtspunkte zu erweitern. Auf der Basis der entwickelten 3D-Modelle von Zwickau, Mülsenfeld und Oelsnitz und unter Berücksichtigung der Ergebnisse neuerer Kartierungen und Untersuchungen, vor allem innerhalb der ehemaligen Steinkohlenbergbaureviere von Lugau/Oelsnitz und Zwickau, werden Vorstellungen zur möglichen geologischen Entwicklung der Struktur dargelegt. Dabei wird ein vollständiges Bild der Beckenentwicklung, beginnend ab Westfal B/C (Flöha-Becken) bis rezent für den Senkungsraum zusammengetragen. Im Ergebnis der Arbeit zeigt sich, dass die bruchtektonische Entwicklung der Vorerzgebirgs-Senke von einer präoberkarbonen Beckenanlage im Zuge der variszischen Falten-/Schuppentektonik und Deckenstapelung über eine tektonisch kontrollierte Anlage der Sedimentbecken, einer synsedimentären Tektonik, bis hin zu bedeutenden postsedimentären saxonischen Bewegungen reicht.

Virtuelle 3D-Modelle finden in den historischen Disziplinen in zweierlei Art Verwendung. Zum einen dienen diese zur Erfassung und Digitalisierung existierender historischer Objekte. Daneben dient die Erstellung von virtuellen 3D-Rekonstruktionen der Nachbildung nicht mehr existierender Objekte und Strukturen. Während technische Abläufe beider Ansätze ebenso wie methodische und wissenschaftstheoretische Aspekte in der Fachliteratur häufig und umfassend thematisiert werden, ist eine Frage nach sozialen Aspekten und sozialer Interaktion im Kontext derartiger Vorhaben bisher unbeleuchtet geblieben. Ziel der Arbeit stellt dar, eine Bandbreite und Relevanz von Aspekten der Kooperation als „Zusammenarbeit mit gemeinsamem Ziel, gegenseitiger Abstimmung, planvollem Vorgehen sowie Vorteilen für alle Akteure“ (Hagenhoff, 2004) im Kontext derartiger geschichtswissenschaftlicher 3D-Modellierungsvorhaben mittels sozialwissenschaftlicher Methoden zu beleuchten. Dabei zielt eine Darlegung auf unterschiedliche Skalierungen von Kooperation ab – angefangen bei einer Wissenschaftslandschaft über Kooperationsstrukturen bis hin zu einer Betrachtung von spezifischen Kooperationsphänomenen und -strategien innerhalb von Arbeits- und Erstellungsprozessen.

Virtuelle 3D-Modelle finden in den historischen Disziplinen in zweierlei Art Verwendung. Zum einen dienen diese zur Erfassung und Digitalisierung existierender historischer Objekte. Daneben dient die Erstellung von virtuellen 3D-Rekonstruktionen der Nachbildung nicht mehr existierender Objekte und Strukturen. Während technische Abläufe beider Ansätze ebenso wie methodische und wissenschaftstheoretische Aspekte in der Fachliteratur häufig und umfassend thematisiert werden, ist eine Frage nach sozialen Aspekten und sozialer Interaktion im Kontext derartiger Vorhaben bisher unbeleuchtet geblieben. Ziel der Arbeit stellt dar, eine Bandbreite und Relevanz von Aspekten der Kooperation als „Zusammenarbeit mit gemeinsamem Ziel, gegenseitiger Abstimmung, planvollem Vorgehen sowie Vorteilen für alle Akteure“ (Hagenhoff, 2004) im Kontext derartiger geschichtswissenschaftlicher 3D-Modellierungsvorhaben mittels sozialwissenschaftlicher Methoden zu beleuchten. Dabei zielt eine Darlegung auf unterschiedliche Skalierungen von Kooperation ab – angefangen bei einer Wissenschaftslandschaft über Kooperationsstrukturen bis hin zu einer Betrachtung von spezifischen Kooperationsphänomenen und -strategien innerhalb von Arbeits- und Erstellungsprozessen.