Gaussian Splatting: de toekomst van 3D‑visualisatie

Wat is Gaussian Splatting?

Gaussian Splatting is een nieuwe en revolutionaire methode om 3D-beelden uiterst snel en realistisch weer te geven. In plaats van een traditionele 3D-modelopbouw met strakke polygonen (punten) of een directe visualisatie van ruwe puntenwolkdata, bouwt Gaussian Splatting het model op uit duizenden kleine “splats” – dit kun je zien als zachte, gekleurde wolkjes die in de ruimte worden geplaatst en elkaar overlappen. Elk splat-punt heeft niet alleen een positie, maar ook een kleur, een bepaalde grootte en vorm (als een wazig bolletje), en informatie over hoe het licht reflecteert op dat punt. Al deze overlappende puntjes samen vormen een continu, fotorealistisch beeld van de gescande omgeving. Je kunt het vergelijken met schilderen: in plaats van harde lijnen te tekenen, schilder je met talloze kleine stipjes/wolkjes die naadloos in elkaar overlopen tot een levensechte weergave. Het resultaat is een vloeiend en levensecht 3D-model dat dicht in de buurt komt van hoe we de echte wereld zien.

Voorbeeld:

Verschil met klassieke 3D-methoden: traditioneel worden LiDAR-scans vaak als "kale" puntenwolk weergegeven of via extra processing omgezet in een mesh (een netwerk van driehoekige vlakjes). Een ruwe puntenwolk is accuraat, maar ziet er voor niet-specialisten abstract uit: het is letterlijk een verzameling puntjes in de ruimte, vaak zonder kleuren of met zichtbare gaten. Een triangulatie (mesh) daaroverheen dicht wel de oppervlakken, maar kost rekenkracht en kan leiden tot zware modellen met veel GigaBite of onnatuurlijke, hoekige vormen als de resolutie niet hoog genoeg is. Gaussian Splatting pakt dit anders aan. Doordat iedere punt een beetje volume en kleur heeft, “smeert” het model als het ware de punten uit tot overlappende wolkjes die mooi op elkaar aansluiten. Dit zorgt voor gladdere overgangen en minder artefacten (ongewenste foutjes) dan bij klassieke meshes. Bovendien kan Gaussian Splatting complexe vormen en texturen beter reconstrueren: elke splat draagt informatie over oppervlaktestructuur en lichtreflectie, waardoor eigenschappen als schaduwen, reflecties en materiaalverschillen realistisch in beeld komen. Het resultaat is een indrukwekkende visuele kwaliteit – een 3D-model dat eruitziet alsof je er zelf in rondloopt. Cruciaal hierbij is dat deze visualisatie direct op de puntenwolkdata wordt gedaan, zonder dat je expliciet een mesh hoeft te modelleren of zware nabewerking hoeft uit te voeren.

Gaussian Splatting komt oorspronkelijk voort uit de computergraphics en machine-learning wereld, waar men 3D-scènes uit foto’s reconstrueert. Pas sinds kort vindt deze techniek zijn weg naar de geomatics/3D-scan wereld/BIM, omdat de rekenkracht nu krachtig genoeg is om het snel toe te passen. Het wordt gezien als de volgende generatie rendering-techniek die 3D-puntenwolken transformeert in video realistische visualisaties. Waar traditionele methoden beperkt waren tot abstracte puntjes of tijdrovende modellering, levert Gaussian Splatting direct een rijk gedetailleerd 3D-beeld op. Niet voor niets wordt gesproken van een verschuiving in 3D-reconstructie: deze aanpak maakt 3D-modellen sneller, gedetailleerder en realistischer dan ooit tevoren.

XGRIDS K1 en L2 Pro: LiDAR-scanners met ingebouwde Gaussian Splatting

Bij deze vooruitstrevende techniek lopen de handheld LiDAR-scanners XGRIDS Lixel K1 en L2 Pro. Deze compacte scanners combineren geavanceerde laserscantechnologie met hoogwaardige camera’s en slimme algoritmen om naast een traditionele puntenwolk óók direct een Gaussian Splatting-model te kunnen genereren. Traditionele 3D-laserscanners leveren meestal “gewoon” alleen een puntenwolk, die dan achteraf op een krachtige computer moet worden verwerkt tot een visueel model (bijvoorbeeld een mesh of een gerenderde point cloud met kleur). De XGRIDS K1 en L2 Pro doorbreken dit door de verwerking grotendeels in het apparaat zelf te doen. Dit betekent dat je in real-time een kleurgecodeerd 3D-model krijgt te zien. XGRIDS noemt dit het begin van het “zero post-processing” tijdperk – geen langdurige nabewerking meer nodig, je hebt meteen resultaat.

Cameraspecificaties: Beide XGRIDS scanners gebruiken een combinatie van LiDAR en camera’s om de omgeving vast te leggen. De K1 heeft twee panoramische camera’s van 48 megapixel elk, gekoppeld aan een 360° LiDAR-sensor. Deze dubbele 48 MP camera’s maken volledige 360×360 graden beelden mogelijk, zodat elke hoek van de omgeving in hoge resolutie wordt geregistreerd. De L2 Pro gaat nog een stap verder en integreert naast een krachtige LiDAR ook drie RGB-kleurencamera’s (eveneens rond de 48 MP resolutie) en een high-performance onboard computer. Dankzij deze opstelling kunnen de scanners centimeternauwkeurige, gekleurde 3D-modellen in real-time opbouwen. Met andere woorden: terwijl je rondloopt met de scanner, bouwt het systeem ter plaatse een fotorealistisch 3D-model op van de omgeving.

Een groot voordeel van deze geïntegreerde aanpak is de eenvoud en snelheid van het proces. De gebruiker hoeft geen fotografie-vaardigheden of ingewikkelde post-processing workflow te beheersen – de K1 en L2 Pro doen het zware werk automatisch. De slimme combinatie van hardware (LiDAR, camera’s, IMU) en gratis software aan boord zorgt voor een soepele en efficiënte workflow, zelfs in complexe of dynamische omgevingen waar traditionele scanners moeite mee zouden hebben. Bovendien beschikken de scanners over hoge scan-snelheden en bereik: de K1 kan tot ca. 40 m afstand scannen (ideaal voor interieurs en kleinschalige projecten), terwijl de L2 Pro modellen verkrijgbaar zijn met een bereik tot 120 m (16-kanaals variant) of zelfs 300 m (32-kanaals variant) en met aanzienlijk hogere puntsnelheden tot 640.000 punten per seconde. Dit betekent dat de L2 Pro ook grote buitenomgevingen of hoge constructies aankan zonder detailverlies. Tegelijk blijven de apparaten draagbaar (K1 weegt ~1 kg inclusief batterij; L2 Pro ~1.7 kg) en gebruiksvriendelijk. XGRIDS en Geocentrum profileren zich nadrukkelijk op deze punten: innovatie, precisie en gebruiksvriendelijkheid. Waardoor ze met de K1 en L2 Pro ver vooroplopen in 3D-LiDAR-ontwikkeling mét Gaussian Splatting.

Toepassingen in diverse sectoren

De combinatie van LiDAR-scanning en Gaussian Splatting opent de deur naar een breed scala aan toepassingen. Hieronder enkele belangrijke sectoren en voorbeelden:

• Bouw en Vastgoed: In de bouwsector kunnen projectlocaties of constructies razendsnel in 3D worden vastgelegd. Denk aan het scannen van een gebouw in renovatie of een nieuwbouwproject om een as-built 3D-model te maken voor BIM (Building Information Modeling) updates. Met Gaussian Splatting krijgt men direct een duidelijk, kleurecht beeld van de situatie, wat communicatie tussen aannemers en ontwerpers vereenvoudigt. In vastgoed biedt dit kansen voor het maken van realistische virtuele rondleidingen door panden. Een makelaar kan bijvoorbeeld een woning inscannen en vrijwel direct een interactieve 3D-tour beschikbaar stellen aan potentiële kopers – sneller en met hoger detail dan traditionele 360°-foto’s.

• Erfgoed en Archeologie: Voor het vastleggen van cultureel erfgoed is deze techniek een zegen. Historische gebouwen, monumenten of opgravingen kunnen minutieus in kleur en vorm worden gedocumenteerd zonder ze te belasten. Gaussian Splatting levert een compleet digitaal kopiëerbaar beeld, inclusief subtiele details van texturen en vormen, wat cruciaal is voor behoud en onderzoek. Archeologen kunnen een opgravingssite inscannen en naderhand in alle rust het fotorealistische 3D-model onderzoeken of delen met collega’s wereldwijd. Musea kunnen scans van artefacten of locaties gebruiken om interactieve ervaringen te creëren – bezoekers kunnen virtueel een tempelruïne verkennen of een kwetsbaar museumstuk van alle kanten bekijken. Zo worden erfgoedobjecten toegankelijk gemaakt voor een breed publiek, terwijl hun fysieke integriteit behouden blijft.

• Filmproductie en Gaming: In de creatieve industrie is er een groeiende vraag naar het snel digitaliseren van echte omgevingen of objecten voor gebruik in films, visual effects en games. Met een handheld scanner als de K1 of L2 Pro kan een locatie-scout of VFX-specialist bijvoorbeeld een filmset, landschap of gebouw on-the-fly scannen. Het resulterende 3D-model met Gaussian Splatting is direct bruikbaar als digitale dubbelganger (digital twin) van de realiteit, compleet met realistische kleuren en lichtinformatie. Voor filmproducties betekent dit dat CGI-artists echte locaties kunnen integreren in hun effecten met minder handmatig 3D-modelleringswerk. In game development kunnen level-designers real-world elementen importeren als basis voor game-omgevingen, of zelfs als directe VR/AR-omgeving. De hoge visuele kwaliteit en snelle beschikbaarheid van de data versnellen de productie en verhogen de realiteitsgraad in bijvoorbeeld een videogame of een VR-tour.

• Topografie en Inspectie: In landmeten en infrastructuurinspectie komt het aan op zowel precisie als snelheid. Met de L2 Pro kan men grote terreinen of infrastructuur (zoals wegen, spoorlijnen, pijpleidingen) in korte tijd inmeten, waarbij het resultaat direct als 3D-kaart zichtbaar is. Dit is zeer waardevol voor topografen en civiel ingenieurs: ze krijgen ter plekke een compleet beeld en kunnen bijmissende stukken meteen aanvullen. Inspectie van bijvoorbeeld bruggen, windturbines of industriële installaties wordt ook efficiënter. Een inspecteur kan een fabrieksinstallatie of bouwconstructie scannen en direct een gedetailleerd 3D-model beoordelen op scheuren, vervormingen of andere afwijkingen, zonder eerst data te moeten verwerken op kantoor. Door de combinatie van LiDAR-nauwkeurigheid en fotorealistische weergave kunnen zowel meetkundige analyses als visuele controles uit hetzelfde model worden gedaan. Dit verhoogt de inzichtelijkheid: in plaats van alleen technische puntenwolken te analyseren, kan men intuïtief het object bekijken alsof men er omheen loopt, wat bijvoorbeeld voor onderhoudsplanning of veiligheidsinspecties grote voordelen biedt.

Deze voorbeelden zijn nog maar het begin. Ook in andere domeinen – van landbouw en bosbeheer tot forensische opsporing en nooddiensten – wordt geëxperimenteerd met 3D Gaussian Splatting om sneller en beter informatie uit de werkelijkheid te halen. Telkens ziet men dat de fotorealistische 3D-weergave van deze techniek de interpretatie van data vergemakkelijkt voor experts én leken. Wanneer je een situatie niet als abstracte puntenmassa maar als levensecht model kunt bekijken, wordt besluitvorming en communicatie een stuk eenvoudiger.

Voordelen van Gaussian Splatting

Waarom wordt Gaussian Splatting door velen gezien als de toekomst van 3D-visualisatie? Hieronder vatten we de belangrijkste voordelen samen:

• Hogere visuele kwaliteit: De 3D-modellen die met Gaussian Splatting worden gegenereerd hebben een ongeëvenaarde visuele rijkdom. Kleuren komen natuurgetrouw over en oppervlakken worden zonder “ruis” of gaten weergegeven. In tegenstelling tot standaard puntenwolken (waar je vaak leegtes en afzonderlijke puntjes ziet) of grove meshes, krijg je een beeld met fotorealistische kwaliteit – compleet met nuances in textuur, schaduwval en reflecties zoals in de echte wereld. Dit verhoogt de bruikbaarheid van 3D-data enorm, omdat men het resultaat direct begrijpt als een afbeelding van de realiteit, in plaats van een abstracte representatie.

• Snelheid (direct resultaat): Gaussian Splatting is extreem snel in het weergeven van 3D-scènes. Omdat het puntenwolken direct rasteriseert tot een beeld, is er geen langdurige mesh-berekening nodig. In combinatie met de XGRIDS scanners betekent dit real-time modeling: terwijl je scant verschijnt het model onmiddellijk. Deze snelheid bespaart tijd in het veld en in de nabewerking. Waar voorheen uren of dagen nodig waren om een puntenwolk te verwerken tot bruikbaar model, heb je nu vrijwel meteen een presentabel 3D-resultaat. Dit versnelt workflows in alle sectoren – van bouwplanning tot filmproductie – en maakt het haalbaar om 3D-scans veel frequenter of ad-hoc in te zetten.

• Eenvoudig in gebruik: Doordat de complexe rekentaken door de hardware en software worden afgehandeld, wordt 3D-scannen en -modelleren toegankelijker voor een breed publiek. De XGRIDS K1 en L2 Pro exemplificeren dit: één persoon kan met een relatief lichte scanner rondlopen en zonder specialistische kennis een high-end 3D-model verkrijgen. Geen gedoe meer met fotogrammetriecamera’s of het manueel registreren en meshen van point clouds – de integrale oplossing maakt het proces vrijwel plug-and-play. Dit betekent dat architecten, inspecteurs, agenten van onroerend goed of archeologen zich kunnen focussen op waarom ze scannen in plaats van hoe ze een scan technisch moeten verwerken. Bovendien zijn de dataformaten efficiënt: Gaussian Splatting modellen hebben vaak een kleinere opslagfootprint dan equivalent gedetailleerde puntenwolken, wat delen en opslaan makkelijker maakt. Gebruiksvriendelijkheid staat centraal: van scan tot visualisatie in één vloeiend proces.

• Realtime beleving: Een van de meest spectaculaire voordelen is de mogelijkheid voor realtime beleving en interactie met het 3D-model. Omdat Gaussian Splatting snel genoeg is voor real-time rendering, kunnen de gescande modellen direct in VR of AR omgevingen worden bekeken. Stel je voor: je loopt door een gebouw met de L2 Pro, en tegelijkertijd kan een collega via een VR-bril “meelopen” in de digitale twin van dat gebouw alsof hij er zelf is. Deze directe koppeling van scan en ervaring maakt nieuwe workflows mogelijk, zoals real-time architectonische walkthroughs of remote inspecties. Ook zonder VR-bril profiteer je van realtime feedback: op een tablet of laptop zie je meteen of je scan alles heeft gevangen, zodat je ter plaatse nog bij kunt sturen. Die directe immersie verhoogt de betrokkenheid en het begrip: klanten kunnen bijvoorbeeld al tijdens het scannen een virtueel kijkje nemen in hun toekomstige verbouwing. Kortom, Gaussian Splatting brengt 3D-data van statisch naar direct interactief, wat aansluit bij trends als digital twins en de metaverse.

Conclusie

Gaussian Splatting zet de toon als dé techniek voor hoogwaardige 3D-visualisatie, en de XGRIDS Lixel K1 en L2 Pro scanners laten zien wat er mogelijk is als je deze technologie in de praktijk brengt. In vergelijking met traditionele LiDAR-scanners bieden ze direct bruikbare, fotorealistische modellen met ongekende snelheid en gemak. Of het nu gaat om bouwprojecten, cultureel erfgoed of game-design – de combinatie van LiDAR en Gaussian Splatting levert een realiteitsgetrouwe digitale kopie van de wereld, die voor iedereen begrijpelijk is. Met hogere kwaliteit, minder nabewerking en realtime resultaten is het duidelijk waarom deze aanpak de toekomst van 3D-verkenning vormt.

Geïnteresseerden in de Benelux kunnen deze toekomst zelf komen ervaren: demonstraties en de verkoop van XGRIDS-scanners in de Benelux verlopen via Geocentrum, de officiële dealer. Neem gerust contact op met Geocentrum voor een live demonstratie of meer informatie. Zo wordt de stap naar de nieuwste generatie 3D-scanning kleiner dan ooit. De 3D-wereld van morgen is nu binnen handbereik!