ZUR DREIDIMENSIONALEN OBJEKT- UND FUNDDOKUMENTATION

ArcTron setzt unterschiedliche, oft kombinierte HighTech für die Digitalisierung von Objekten ein. Neben hochauflösenden Streifenlichtscannern kommen auch mobile, handgeführte Strukturlichtscanner und die Nahbereichsphotogrammetrie mit Farbkalibration zum Einsatz. Für die Analyse der Reflektionseigenschaften von Objekten steht auch ein RTI-Dome (RTI = Reflectance Transformation Imaging) zur Verfügung.

"Renaissance der 3D-Photogrammetrie"

In den letzten 10-15 Jahren setzen sich moderne 3D-Dokumentationsverfahren unter Einsatz von 3D-Laserscannern, stationären oder mobilen Strukturlichtscannern sowohl in der archäologischen Ausgrabungs- wie auch in der allgemeinen Befund- und Objektdokumentation zunehmend durch.

Durch Forschungs-Fortschritte in der „Computer Vision“ insbesondere bei der automatisierten Erkennung von markanten Bildpunkten erlebt die 3D-Photogrammetrie eine massive „Renaissance“. Hier werden 3D-Modelle mit einem vergleichsweise einfachen und kostgengünstigen Verfahren – dem sog. SFM („Structure from Motion“) – auf Basis überlappender Digitalfoto-Serien erstellt. Messtechnisch besonders effektiv, ist der kombinierte Einsatz sich gegenseitig ergänzender 3D-Technologien (z.B. Laserscans und Photogrammetrie).

In der Datenprozessierung kommen seit einigen Jahren leistungsstarke, industrielle Softwarelösungen zum Einsatz, die bereits in den initialen Registrierungs-Berechnungen die Daten unterschiedlicher Mess-Sensoren kombinieren können. Auf diese Weise lassen sich komplexe fusionierte 3D-Dokumentationsprojekte konzipieren, die verlässliche Genauigkeiten im kleinen mm-Bereich bis in den Mikrometerbereich erreichen können.

Die dreidimensionale fotorealistische Darstellung besitzt für Dokumentation und Vermittlung archäologischer Forschung in der Öffentlichkeit großes Potential. Interaktiv zugängliche 3D-Modelle von Grabungen, Objekten oder Rekonstruktionen ermöglichen sowohl dem Fachwissenschaftler wie dem interessierten Laien maßstabsgetreue und detailreiche Einblicke. Das auf 3D-Dokumentationen insbesondere in der Archäologie und Bau- und Kunstdenkmalpflege spezialisierte Ingenieurbüro ArcTron 3D GmbH befasst sich mit einem interdisziplinären Team seit 2001 sowohl in Forschungsprojekten wie auch im praktischen „Alltags“-Einsatz mit derartigen Aufgabestellungen.

Die Dokumentation von Kleinfunden erfolgt üblicherweise mit optischen Triangulationsscannern, die im 1/10-mm Bereich oder noch genauer präzise messen. Durch den stetigen technischen Fortschritt kommen zunehmend auch mobile handgeführte Systeme zum Einsatz, die neben der Geometrie auch die Oberflächentexturen dokumentieren. Hohe Messgenauigkeit, Auflösung, Farbkalibration und die Dokumentation der Reflektionseigenschaften (RTI) und der physikalischen Eigenschaften von Oberflächen sind weitere aktuelle Aufgaben und Forschungsfragestellungen.

Archäologische Funde der Großgrabung von Regensburg–Burgweinting
(Historisches Museum Regensburg)

Im Rahmen einer interaktiven APP-Entwicklung für die Ausstellung „Die Spuren von Jahrtausenden – Archäologische Fund und Ergebnisse der Großgrabung von Regensburg –Burgweinting“ (Historisches Museum Regensburg) konnte die ArcTron 3D GmbH einige herausragende und besondere archäologische Funde aus dieser Ausgrabung digitalisieren. Die digitalisierten Objekte werden in der Dauerausstellung zusammen mit einer 3D-Projektion auf ein Landschaftsmodell und der 3D-Siedlungsrekonstruktion verschiedener archäologischer Epochen in einer Augmented Reality –APP präsentiert. Erfahren Sie mehr zu dem Projekt auf unserer Referenzseite:

https://www.arctron.de/referenzen/2019/landschaftsprojektion-mit-ar/

ZustandserFASSUNG durch 3D-digitalisierung

Die Fragilität von Funden lässt sich mit diesen Technologien überwachen. Klimatische Bedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit etc. beeinflussen den Zustand. Der Vergleich von Ist-Daten und nominellen Soll-Daten mittels der 3D-Dokumentation kann auf Veränderungen, Verformungen oder auch auf Stabilisierungen solcher Objekte hinweisen.

Für die Zustandsbeschreibung vor und nach Versand von hochwertigen Ausstellungsexponaten ergibt sich eine gerichtsfeste Beweissicherung für die oft mit Höchstsummen versicherten Objekte.

Ein weiteres Verfahren, wo die Objekte zur Maschine „kommen“ müssen, ist die 3D-Röntgen-Computertomographie, die die Objekte “durchleuchtet” und auf diese Weise das Innere aber auch unterschiedliche Materialien sichtbar machen kann. So können wichtige Hinweise auf spezifische Künstler, auf Restaurierungen oder gar auf Fälschungen gewonnen werden.

PROZESSIONSKREUZ

Im Auftrag des Getty-Museums und in Zusammenarbeit mit Dr. Christian Schmidt konnten wir beispielsweise im Jahr 2021 ein einzigartiges, vermutlich ostanatolisches und persisch beschriftetes Prozessionskreuz mit hochauflösender Nahbereichs-Photogrammetrie digitalisieren. Die dabei erreichte Genauigkeit ist besser als 0,1mm.

Das Kreuz, das in einer Ausstellung des J. Paul Getty-Museums in den USA gezeigt wird, konnte auf diese Weise vor Verschickung präzise in seinem aktuellen Zustand dokumentiert und erfasst werden. Außerdem wurde der Tüllenhohlraum so digitalisiert, dass für die Ausstellung im erdbebengefährdeten Los Angeles eine genau passende Sockelhalterung mit 3D-Druck-Verfahren entwickelt werden kann.

Porzellan-Statuette „Schützenlisl“
(Haus der Bayerischen Geschichte – Regensburg)

In der Bayern-Ausstellung 2022 „Wirtshaussterben? Wirtshausleben!“ zeigt das Haus der Bayerischen Geschichte (HdBG) eine bemalte Porzellanstatuette der „Schützenlisl“ aus seinem Eigenbestand. Die Kellnerin Coletta Möritz wurde 1881 von dem späteren Malerfürsten Friedrich August von Kaulbach auf einem Fassadengemälde verewigt. Coletta alias „Schützenlisl“ wurde sehr bekannt und zu einer Symbolfigur der bayerischen Wirtshauskultur, die zahlreiche weitere Darstellungen fand – darunter diese Porzellanplastik.

Im Auftrag des HdBG konnte die ArcTron 3D GmbH diese 46cm große Porzellanfigur mittels kombinierter Fotogrammetrie und Computertomografie (im Partner-Netzwerk) in hoher Auflösung digitalisieren. Der Blick ins Innere erlaubt weitere Aussagen zum Herstellungsprozess.

Die fotorealistischen Texturen wurden über fotogrammetrische Verfahren erfasst und mit dem CT-Modell fusioniert. Als weiteres Ergebnis produzierte die ArcTron 3D GmbH für die Ausstellung ein einfarbiges 1:1-Replikat als „3D-Tastmodell“ mit 3D-Druck-Technologien. Als Aktivstation steht so das Tastmodell in Originalgröße zu Inklusionszwecken für Blinde und Sehbehinderte zur Verfügung.

Erhöhte Reichweite DURCH ONLINE-MODELLE

All diesen Verfahren ist es gemeinsam, dass als Ergebnis hochgenaue digitale Datensätze entstehen, die sich leicht online versenden lassen und auf den Computern von Wissenschaftlern oder Interessenten überall auf der Welt studiert werden können. Mit den neuen WebGL-Technologien stehen die 3D-Datensätze auch direkt im Internet zur Verfügung! Die Arbeit mit dem Original kann das sicher nur ansatzweise ersetzen, viele grundsätzliche Fragen lassen sich aber sicher zunächst auf Basis des digitalen Datensatzes beantworten.

Besuchen Sie doch einfach durch einen Klick auf die untenstehende Grafik unsere Seite mit ausgewählten, interaktiv betrachtbaren archäologischen Funden!

INTERESSANTE 3D-DIGITALISIERTE Funde AUS BAYERN

Auf dieser Seite haben wir einige interessante, in hoher Auflösung 3D digitalisierte bayerische archäologische Funde aus Auftragsprojekten zusammen gestellt. Besuchen Sie diese “hautnah” in 3D mit Videos und interaktiven 3D-Modellen!

Datenprozessierung und Standardisierung

Viele Fragestellungen, wie z.B. eine im Detail nachvollziehbare 3D-Prozessierungskette (von den ersten Schritten der 3D-Datenerfassung bis zum Endergebnis), wie die effektive Datenfusion, die Farb-Kalibration und andere Fragen benötigen viel Expertenwissen und sind aktuell Gegenstand eines hauptsächlich akademischen Diskurs.

Im Kontext der 3D Digitalisierung sind Qualität und 3D-Datenprozessierungs-Standards aber ein entscheidender Aspekt, der noch zu wenig in einschlägigen Ausschreibungen und selten mit genügend fachlicher Expertise berücksichtigt wird. Dabei ist es unverzichtbar, im Rahmen der 3D-Digitalisierung von Denkmälern und Fundobjekten konkretes Hintergrundwissen über die komplexen 3D-Prozessketten vorzuhalten und genaue Vorgaben zu einer Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen. Um hier „am Ball“ zu bleiben, sind wir seit weit über 10 Jahren durchgehend als Konsortialpartner in diversen nationalen oder EU-geförderten Netzwerken und Forschungsprojekten rund um die 3D-Kulturerbe-Dokumentation aktiv und engagieren uns z.B. als Subkontraktor in einem aktuellen EU-Projekt zu diesem Thema (VIGIE 2020/654) bzw. in der „EU Digital Heritage Expert Group“, die aktuell wieder verschiedene Empfehlungen für die Umsetzung von 3D-Projekten in der Kulturerbe-Dokumentation veröffentlicht hat.

Im Rahmen eines Auftrages zur multimedialen Filmproduktion im Thermenmuseum Weißenburg in Bayern wurde von ArcTron u.a. auch der bekannte Römerschatz detailliert gescannt und 3D in Szene gesetzt.