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Dipl.-Ing. Thomas Bauer | 25.07.2011 | 1643 Aufrufe | Artikel

Hightech - 3D-Scannen statt Zeichnen

Im Bereich der dreidimensionalen archäologischen Bestandsdokumentation kann das Projekt Naga als Vorreiter gelten; die umfassende Datensammlung zu Architektur, Reliefs und Fundobjekten wurde durch eine systematische 3D-Erfassung erstellt. Nachdem bereits im Jahr 2005 die 3D-Scantechnologien und ihre vielseitigen Auswertungsmöglichkeiten vor Ort getestet worden waren, wurde entschieden, im Naga Projekt konventionelle Dokumentationsverfahren durch 3D-Scans zu ersetzen.

Die Effizienz dieser Technologie kann am Tempel 200 beispielhaft demonstriert werden. In mehreren Grabungskampagnen wurden 1.184 Reliefblöcke und Fragmente aufgenommen. Die 3D-Daten wurden als Maßlisten und maßstabsgetreue Ansichten ausgegeben. Diese detaillierte Dokumentation der Einzelblöcke erlaubte die Rekonstruktion des Bildprogramms der eingestürzten Tempelwände. In einem ersten Arbeitsschritt wurden maßstäblich verkleinerte Ausdrucke in konventioneller archäologischer Methode zu ikonografischen Kontexten zusammengeführt. Anhand der Vororientierung durch diese Ausschneideausdrucke konnten die Arbeiten am Computer perfektioniert und die Wände virtuell wieder aufgebaut werden.

Im Amuntempel wurden alle Reliefflächen – Wände, Tore, Säulen – und die zahlreichen Reliefblöcke aus dem Versturz dreidimensional gescannt. Die Kegelform der Daten der Hypostyl gescannten Säulen wurde mit einer Spezialsoftware geometrisch korrekt in eine Ebene umgewandelt. Dadurch konnten die Darstellungen auf den Säulenoberflächen wie ein flaches Relief weiterverarbeitet werden. Die Oberflächen wurden mittels virtueller Lichtquellen schattenoptimiert ausgeleuchtet und als maßstabsgetreues Bildmaterial ausgegeben. Die Digitalisierung und vollständige Auswertung der Messdaten von 137 Kleinfunden erfolgte vor Ort im Sudan. Von Objekten mit Fayence-Oberfläche wurden parallel zu den 3D-Scans Digitalbilder aufgenommen. Diese Bilder dienten der fotorealistischen Texturierung der Oberflächen und wurden als 3D-Modelle mit Farbinformationen exportiert. Von allen Objekten wurden fräsbare 3D-Modelle, Maßlisten und Messbilder aufbereitet.

Ihren umfangreichsten Einsatz fand die 3D-Scan-Technologiean der Hathorkapelle. Die Aufnahme des Bauwerks und der Bauteile aus dem Versturz ergab ein Datenvolumen von ca. 700 Millionen Messpunkten. Die Auswertung konnte erst an speziell aufgerüsteten Computern in den Berliner Büroräumen erfolgen. Dabei gelang es, für vier statisch angegriffene und in mehrere Teile gerissene Kapitelle 3D-Sicherungsdatensätze anzufertigen. Die zerstörten Kapitelle wurden am Computer zusammengesetzt. Die nach diesen Daten mit einer CNC-Fräsmaschine gefertigten physischen Kopien wurden von den Restauratoren abgeformt und in farblich abgestimmten Kunststein gegossen.

Über diese Anwendungsbereiche hinaus eröffnet das reiche 3D-Datenmaterial künftigen Detailforschungen viele weitere Anwendungsmöglichkeiten.

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