3D-Scannen der größten naturwissenschaftlichen Sammlung Europas mit Artec Eva

Zusammenfassung: Im Jahr 2017 beschloss das Staatliche Darwin-Museum in Moskau, Russland, mit dem 3D-Scannen seiner umfangreichen Sammlung von mehr als 100.000 Objekten zu beginnen.

Das Ziel: Hochpräzise, vollfarbige 3D-Digitalmodelle der gesamten Museumssammlung mit einem leichten, tragbaren 3D-Scanner und einem Drehtisch zu erstellen.

Verwendete Werkzeuge: Artec Eva, Artec Studio

Die Abteilung für multimediale Technologien des State Darwin Museum digitalisiert ihre Sammlung mit dem 3D-Scanner Artec Eva. Die erstellten 3D-Modelle sollen bei der Entwicklung interaktiver pädagogischer Präsentationen für Ausstellungen verwendet werden.

Das State Darwin Museum ist eines der größten naturwissenschaftlichen Museen in Europa. Seine Mission besteht darin, Charles Darwins Theorie über den Ursprung der Arten zu veranschaulichen. In den Ausstellungen zu sehen sind tausende Exponate, hinter denen jeweils eine eigene Geschichte steht. Das Museum beherbergt fast 400.000 Objekte, von denen 5.000 in der Hauptausstellung zu sehen sind, während sich der Rest in den Spezialsammlungen des Museums befindet und nur für temporäre und Wanderausstellungen genutzt wird.

Im Jahr 2017 begann die Abteilung für multimediale Technologien des Museums mit der 3D-Digitalisierung ihrer Sammlung unter Verwendung von Artec Eva. Die entstandenen Scans können nun im Profil des Museums auf sketchfab.com, wo 100 Modelle zur Ansicht zur Verfügung stehen, eingesehen werden. Darüber hinaus dienen die Scans zur Erstellung von 3D-Inhalten für multimediale und interaktive Installationen sowie von Videoclips auf dem YouTube-Kanal des Museums.

Amir Akhtamzyan, Senior Research Fellow des Museums, teilt uns seine Eindrücke mit: „Für die Scans verwenden wir Artec Eva, die mit einer Genauigkeit von 0,1 mm erfasst. Für uns bietet dieser Scanner eine Komplettlösung für das Scannen mittelgroßer und großer Ausstellungsobjekte und Museumsartefakte. Praktisch ist auch die Fähigkeit, zusätzlich zur Geometrie eine Textur zu erfassen. Das in den Scanner integrierte Strukturlicht ermöglicht die gleichmäßige Aufnahme von Texturen, welche später nur geringfügige Anpassungen in Farbe und Helligkeit erfordern. Der Scanner arbeitet mit kontaktloser Technologie, sodass Sie selbst zerbrechliche und zerfallende Objekte einfach auf einem Drehtisch platziert und direkt mit dem Scannen begonnen werden kann. Dies ermöglicht minimalen mechanischen Kontakt mit dem Objekt und eine umweltfreundliche Digitalisierung.

Schädel eines Höhlenbären, gescannt mit Artec Eva

Das State Darwin Museum ist eines der größten naturwissenschaftlichen Museen in Europa. Seine Mission besteht darin, Charles Darwins Theorie über den Ursprung der Arten zu veranschaulichen. In den Ausstellungen zu sehen sind tausende Exponate, hinter denen jeweils eine eigene Geschichte steht. Das Museum beherbergt fast 400.000 Objekte, von denen 5.000 in der Hauptausstellung zu sehen sind, während sich der Rest in den Spezialsammlungen des Museums befindet und nur für temporäre und Wanderausstellungen genutzt wird.

Darüber hinaus wurden Exemplare aus der ornithologischen Sammlung des Museums gescannt –  daraus entstanden rund 80 Modelle verschiedener Vogelarten: Pelikane, Fasane, Strauße, Pinguine und Eulen. Unter den Exponaten ist auch eine echte Seltenheit, und zwar ein ausgestopfter Riesenalk, der 1844 ausstarb. Es gibt derzeit auf der ganzen Welt noch 74 erhaltene Riesenalks, und einer davon befindet sich im Staat Darwin Museum.

Scan eines ausgestopften Riesenalks, erstellt mit Artec Eva

In den Beständen des Museums wurden unlängst seltene Exemplare bestimmter kurzhaariger Tiere, wie des in Afrika beheimateten Erdferkels, gefunden. Seine äußere Erscheinung ähnelt einer Kombination mehrerer anderer Tiere: Sein Körper, besonders sein Schwanz, ist dem eines Kängurus ähnlich, seine sich verjüngende Schnauze - der eines Wildschwein, seine langen Ohren - denen eines Hasen. Und darüberhinaus ist das Erdferkel auch ein Schuppentier, mit "Ketten" aus gehörnten Platten über den ganzen Körper. Trotz seines einschüchternden Aussehens ernährt es sich lediglich von Insekten, Ameisen und Termiten.

Ausgestopftes Erdferkel, ein kurzhaariger Bewohner Afrikas

Die Mitarbeiter des Museums scannten auch die Büsten und Skulpturen von Neandertalern, geschaffen vom Wissenschaftler Mikhail Gerasimov. Gerasimov entwickelte seinerzeit die Methode der forensischen Gesichtsrekonstruktion auf der Grundlage von Knochenresten, wie sie bis heute in der Naturkunde und in der Forensik verwendet wird. Fünf von Gerasimovs Skulpturen wurden gescannt – allesamt Rekonstruktionen von Neandertalern aus ihren frühesten Fundstätten: die Grotte von Skhul, die Grotten von La Ferrassie, Steinheim und der Standort Gibraltar-1. Nachdem die Büsten gescannt worden waren, wurden die Oberflächen bearbeitet. Hauttexturen und Falten wurden gezeichnet, Mund- und Augenhöhlen modelliert, und die Volumenstreuung wurde so konfiguriert, dass sie echte Haut simuliert. Später wurden Gesichtsausdrücke mit Hilfe der Funktionen Blendshape und Sculpting hinzugefügt, um den Neandertalern ein lebendiges Aussehen zu verleihen. Als Ergebnis entstand folgende Rekonstruktion:

Der fertige Scan des rekonstruierten Neandertalers

Das State Darwin Museum hat zudem damit begonnen, Museumsstücke aus Gips und Polymer mit einem 3D-Drucker zu drucken. Hier eröffnet die Verwendung eines 3D-Scanners neue Möglichkeiten, digitale 3D-Kopien auszutauschen und in Ausstellungen in gedruckter Form zu verwenden. Im State Darwin Museum ist bereits eine ganze Ausstellung zu sehen, die gescannte Objekte in gedruckter Form enthält.

Das Museum plant nun, seine Artefakte weiter zu digitalisieren, 3D-Modelle in soziale Netzwerke (z. B. Facebook) zu integrieren und Scans in Multimedia-Dateien sowie in den interaktiven Installationen des Museums zu verwenden. Die Verwendung von 3D-Inhalten bietet den Besuchern die Möglichkeit, in die virtuelle Welt digitalisierter Räume und Objekte einzutauchen,  und schafft ein interaktives und interessantes Format zum Erwerb wissenschaftlichen Wissens.

Der Scan eines Neandertalers aus der Grotte von La Ferrassie, erstellt mit Artec Eva

Scan-Modell einer Frau aus der Grotte von Steinheim

Dank des Einsatzes von 3D-Scannern kann das Museum heute auf eine völlig neue Art und Weise besucht werden –  als eine Sammlung einzigartiger, authentischer „Modelle“, die in interaktiven Installationen, Spielen, Lernanwendungen sowie Datenbanken für 3D-Druck verwendet werden können.

Artec 3D dankt Amir Akhtamzyan, Senior Research Fellow im State Darwin Museum, und Dmitry Olshansky, Leiter der Abteilung für Multimedia, für das Material, das sie für diese Fallstudie zur Verfügung stellten.

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