Interaktive 3D-Anwendungen werden mehr und mehr Teil unseres Alltags. Beispiele reichen von gewöhnlichen Videospielen über virtuelle Realitäten bis hin zu Anwendungen der erweiterten Realität mit Hilfe von Smartphones. Ein rapide wachsendes Anwendungsfeld sind interaktive 3D-Webanwendungen, welche in gewöhnlichen Webbrowsern laufen und durch die ausschließliche Verwendung von Standard-Webtechnologie unmittelbar Millionen von Nutzern weltweit erreichen. Während sich die webbasierte 3D-Präsentationstechnologie kontinuierlich weiter entwickelt ist allerdings gleichzeitig festzustellen, dass durch die Anforderung nach der Optimierung von 3D-Netzdaten, wie z.B. von detaillierten 3D-Scans, weiterhin ein entscheidendes Problem besteht. In diesem Kontext schränkt die Notwendigkeit, auf hochspezialisierte 3D-Experten zurück zu greifen, welche mit verschiedensten Optimierungswerkzeugen vertraut sind, die Skalierbarkeit von Prozessen in vielen wichtigen Bereichen deutlich ein. Dazu zählen beispielsweise 3D-Anwendungen für den Einzelhandel oder die Online-Präsentation von Kulturerbe. Darüber hinaus ergibt aus der Tatsache, dass webbasierte 3DAnwendungen heute überall verfügbar sind, eine weitere Hürde: ein optimales Format zur Datenübertragung muss auf zahlreichen Endgeräten, wie z.B. auf Tablet-PCs oder Smartphones, gut funktionieren und gleichzeitig gute Kompressionsraten und die Möglichkeit zur progressiven Übertragung (Streaming) bieten. Die automatische Konvertierung von hochaufgelösten 3D-Netzdaten in kompakte 3D-Repräsentationen, welche sich zur Online-Darstellung eignen, unter Verwendung eines effizienten Standardformats zur Kompression und Datenübertragung, stellt daher bislang eine ungelöste Herausforderung dar.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine vollautomatische Verarbeitungspipeline zur detailerhaltenden Optimierung von 3D-Netzdaten vorgestellt, welche die direkte Konvertierung von hochaufgelösten 3D-Netzen in ein für die Online-Präsentation optimiertes Format ermöglicht. Der erste Teil der Arbeit beschäfigt sich mit Algorithmen der 3D-Geometrieverarbeitung zur vollautomatischen Optimierung von 3D-Netzdaten, was die beiden Bereiche Netzvereinfachung und der Texturierung beinhaltet. In diesem Kontext wird eine neue Methode zur Bestimmung der lokalen Wichtigkeit (Salienz) im Rahmen der Netzvereinfachung vorgestellt, sowie eine Methode zum automatischen Beheben der Überlappungen von Parameterisierungen (unter Verwendung von Schnitten minimaler Länge) und, schließlich, ein neuer Ansatz zur Verdichtung von Texturatlanten, basierend auf wiederholten Schneide- und Packoperationen. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf eines optimierten Formates für 3D-Netzdaten im Web. Dabei werden zahlreiche relevante Aspekte berücksichtigt, wie die effiziente Kodierung von Netzgeometrie und -topologie, ein physikalisch basiertes Format für Materialdaten, sowie die progressive Übertragung von texturierten 3D-Netzen. Die Beiträge welche in diesem Kontext durch die vorliegende Arbeit erbracht wurden hatten einen merklichen Einfluss auf die Gestaltung des aktuellen Standardformats für 3D-Daten im Web, glTF 2.0, welches von heutzutage verfügbarer Software zur webbasierten 3D-Darstellung mehrheitlich unterstützt wird.