3D-Dokumentation – 3D-Modelling – 3D-Rekonstruktion – 3D-Visualisierung

Koordination: Clemens Brünenberg (TU Darmstadt), Manuel Hunziker (LMU München)

bruenenberg[at]klarch.tu-darmstadt.de, Manuel.Hunziker[at]ka.fak12.uni-muenchen.de

Inhalt und Ziel

Der Einsatz von 3D-Technologie ist in der Archäologie und historischen Bauforschung heutzutage nicht mehr wegzudenken. Hierbei reicht die Spanne von der hochauflösenden 3D-Dokumentation einzelner Objekte über virtuelle Rekonstruktionen von Architektur bis hin zur Erfassung und Modellierung von Gebäudekomplexen und umfassenden Anlagen. Auch modernste Visualisierungstechniken wie beispielsweise Virtual Reality und Augmented Reality werden immer häufiger für Vermittlungs- und Forschungszwecke eingesetzt.

Unabhängig von Gattung, Größe, Alter oder Zustand ist jeder der in der Archäologie und historischen Bauforschung behandelten Objekte dreidimensional. Dementsprechend liegt es auf der Hand, dass diese Objekte auch dreidimensional erforscht werden. Dabei sind die dreidimensionalen Modelle des Untersuchungsgegenstands nicht nur Vermittler visueller Vorstellungen, sondern werden als heuristisches Werkzeug begriffen.

Die einzelnen Arbeitsschritte können über das Resultat unterschieden werden: zugrunde liegt die Dokumentation des Objekts zur dreidimensionalen Bestandserfassung. Die auf dem ersten Schritt basierenden Rekonstruktionsmodelle können Varianten zur Hypothesenüberprüfung, Volumenstudien oder auch abschließende Forschungsergebnisse darstellen. Die am Ende der Kette stehende, allerdings oft schnell erwünschte Visualisierung schließlich ermöglicht es, genau jene Arbeitsschritte – Hypothesen oder fertige Ergebnisse – in einer bestimmten grafischen Form zu transportieren.

Ein Ziel dieser Sektion besteht in der Vermittlung eines Grundverständnisses für jeden dieser einzelnen Schritte. Dabei ist nicht entscheidend, dass jede*r Anwender*in alle Schritte und Programme beherrscht, vielmehr ist es wichtig zu wissen, welche Konsequenzen diese Schritte für das eigene Projekt haben, z.B. zeitliche und finanzielle Ressourcen, Personal, Ausstattung etc., sowie welche Personen bzw. Institutionen man im Zweifel ansprechen kann.

Weiterhin soll in dieser Sektion auch das Thema Langzeitarchivierung eine wichtige Rolle einnehmen. Bei jeder Umsetzung, sei es 3D-Digitalisierung, -Modellierung oder -Rekonstruktion, muss sichergestellt werden, dass die erzeugten Daten auch in Zukunft noch verwertbar sind. Dies betrifft insbesondere die Wahl geeigneter Dateiformate, aber auch die Anfertigung von sogenannten Meta-Daten zur begleitenden Dokumentation (vgl. Sektion Forschungsdatenmanagement und Kuratierung).

Mit der Sektion soll eine Plattform geschaffen werden, die trainierte Expert*innen und lernwillige Neulinge auf dem Gebiet der dreidimensionalen Darstellungen genauso zusammenführt wie beispielsweise Projektplanende und -leitende, die grobe Richtwerte ob der Durchführbarkeit oder Kostenabschätzung benötigen.

Methoden / Setups

Grundsätzlich sind die Wahl der Methoden und Herangehensweisen in der 3D-Dokumentation und – Rekonstruktion ähnlich, es können jedoch situationsbedingt deutliche Unterschiede auftreten, je nachdem welche Objektgattung untersucht wird. So ist allgemein zwischen vier Kategorien zu unterscheiden, die gleichzeitig die von uns gewählten Anwendungsbeispiele beschreiben:

    1. Kleine, mobile, geometrisch einfache Objekte wie z.B. Keramikfragmente

    2. Kleine bis mittelgroße, mobile, geometrisch komplexe Objekte wie z.B. Fibeln, Statuenfragmente etc.

    3. Mittelgroße, immobile Objekte wie z.B. Statuen, nicht deckenhoch erhaltene Architektur

    4. Große, immobile Objekte wie z.B. über deckenhoch erhaltene Architektur

Grundlegende Setups, Einrichtungsvorschläge und Ergebniserwartungen können genauso besprochen werden wie Fehleranalysen, Gattungsunterschiede etc. Die Sektion umfasst alle methodischen Schritte, um vom realen Objekt zu einem digital nutzbaren Modell zu gelangen.

Anwendungsbeispiele

Die folgenden Anwendungsbeispiele sollen verdeutlichen wie Erkenntnisse aus dieser Sektion in der Lehre und auch in der Forschung angewendet werden können.

  • Kleines Objekt, mobil: Keramikfragment → Geometrie für Dokumentation nicht sehr komplex, allerdings Vor- und Rückseite -> Ergänzungen am 3D-Modell durchführen

  • Kleines bis mittelgroßes Objekt, mobil: Fibel → Geometrie für Dokumentation komplex

  • Mittelgroßes Objekt, immobil: Architektur, nicht deckenhoch erhalten

  • Großes Objekt, immobil: Architektur, deckenhoch erhalten, Leiter/Drohne zu Dokumentation notwendig

  • Basierend auf Planmaterial ein abgegangenes Bauwerk in 3D rekonstruieren.

  • Visualisierungen von verschiedenen Bauphasen und hypothetische Varianten

Links:

IANUS zu Thema 3D: https://www.ianus-fdz.de/it-empfehlungen/3d

Langzeitarchivierung von 3D-Daten: https://www.uni- bamberg.de/restaurierungswissenschaft/forschung/abgeschlossene- forschungsprojekte/langzeitarchivierung-3d/

Topoi zu 3D: https://edoc.hu-berlin.de/bitstream/handle/18452/18539/topoi-3d.pdf?sequence=1

Arbeitsgruppe Digitale 3D-Rekonstruktion (DHd): https://digitale-rekonstruktion.info/