Luxemburgs Identität in 3D: Artec Ray II, Leo und KI-Photogrammetrie erstellen eine digitale Gëlle Fra für die Weltausstellung

3D-Modell der Gëlle Fra, erstellt mit Artec Ray II, Artec Leo und Artec Studio AI Photogrammetry

Eine anmutige Jungfrau thront über Luxemburg-Stadt im Herzen des historischen Stadtviertels Ville Haute. Die sogenannte Gëlle Fra (luxemburgisch für „Goldene Dame“) krönt das Denkmal der Erinnerung und ehrt die Tausenden luxemburgischen Freiwilligen, die an der Seite der Alliierten in den beiden Weltkriegen und im Koreakrieg dienten.

Das Symbol der Widerstandsfähigkeit Luxemburgs

Die Goldene Dame wacht seit Jahrzehnten über der Stadt Luxemburg und ist zu einem ikonischen Bestandteil des Stadtbildes geworden. Für diejenigen, die ihre dramatische Geschichte kennen, ist es daher keine Überraschung, dass sie zu den ersten Wahrzeichen gehörte, die für den Pavillon Luxemburgs auf der Weltausstellung 2025 in Osaka digitalisiert wurden.

Während des Ersten Weltkriegs wurde Luxemburg trotz seiner offiziellen erklärten Neutralität von Deutschland besetzt. Und obwohl die Bevölkerung des Landes den Alliierten kaum helfen konnte, meldeten sich im Ausland Tausende Luxemburger freiwillig zur französischen Armee und fielen im Kampf. Zum Gedenken an ihr Opfer wurde 1923 das Denkmal der Erinnerung errichtet und eingeweiht.

Das Denkmal prägte das Stadtbild bis 1940, als es unter der Nazi-Besatzung abgebaut wurde – dennoch blieb es im Herzen des luxemburgischen Volkes ein Symbol des Widerstands und der Souveränität. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden einige Teile geborgen und das Monument teilweise restauriert. Die „Goldene Dame“ selbst aber blieb verschollen, bis sie 1980 unter der Haupttribüne des Nationalstadions entdeckt wurde. Die Wiederentdeckung der „Goldenen Dame“ festigte ihren Status als einigendes Symbol der luxemburgischen Nationalidentität, Widerstandsfähigkeit und Autonomie.

Hybrider Ansatz für die Aufgabe

Wir spulen nun vor ins Jahr 2025: Die Statue soll für den Luxemburger Pavillon der Expo 2025 digitalisiert werden und die kulturellen Schätze des Landes präsentieren – von architektonischen Wahrzeichen bis hin zu atemberaubenden Landschaften. Artec 3D freute sich sehr über die Gelegenheit, sowohl seine Verbundenheit zu Luxemburg als auch seine herausragenden technologischen Fähigkeiten unter Beweis zu stellen, und setzte dafür seine umfassende Auswahl an 3D-Scannern und fortschrittlicher KI-Photogrammetrie ein.

Die Digitalisierung der Goldenen Dame erwies sich jedoch aufgrund ihrer komplexen Gestaltung als äußerst schwierig und stellte die Techniker vor mehrere Scan-Herausforderungen gleichzeitig. Das markanteste Merkmal des Denkmals ist ein 21 Meter hoher Granitobelisk, gekrönt von einer vergoldeten Statue: Nike, die griechische Siegesgöttin oder, wie die Einheimischen sie nennen, die Königin der Freiheit. Sie trägt einen Lorbeerkranz in der Hand, überreicht diesen symbolisch der Nation. Am Fuße des Denkmals stellen zwei Bronzefiguren luxemburgische Freiwillige dar, die in Frankreich dienten: einer fiel, der andere trauert um ihn.

Um jedes Detail des Denkmals zu erfassen, setzte das Artec Team auf eine bewährte Kombination zweier Technologien, diesmal ergänzt durch „aus der Luft unterstützte“ Photogrammetrie. Die unschlagbare Kombination aus dem Langstrecken-Scanner Artec Ray II und der drahtlosen Kamera Artec Leo wurde eingesetzt, um großflächige Bereiche zu scannen und bestimmte Details in aller Genauigkeit einzufangen.

Die Gëlle Fra ist sehr hoch, und der Einsatz von Gerüsten oder Kränen wäre schwierig gewesen. Daher nutzte das Team eine Drohne, um alles Nötige von oben zu erfassen und auch schwer zugängliche Bereiche zu erreichen. Da sich das Denkmal in einem der touristisch am stärksten frequentierten Gebiete von Luxemburg-Stadt befindet, stand das Team vor einer weiteren Herausforderung: Die Drohne durfte nicht über Menschenmengen fliegen.

Jerry Klein von Artec 3D positioniert Ray II, um den 21 Meter hohen Obelisken, der von der Goldenen Dame gekrönt wird, einzufangen.

Um Menschenmengen und damit verbundene verdeckte Bereiche des Denkmals zu vermeiden, filmte Jerry Klein, der technische Support-Spezialist von Artec 3D und Drohnenpilot, die Goldene Dame frühmorgens. „Drohnen sind heutzutage sehr leistungsstark und fliegen stabil“, sagte Klein. „Man kann einfach Fotos um das Objekt herum machen und es mehrmals umkreisen. Man richtet die Drohne auf das Objekt, stellt sie auf eine Umlaufbahn von beispielsweise 50 Metern ein, und sie zeichnet automatisch ein Video in einer Spiralumlaufbahn auf. Das Filmen war also recht einfach.“

Mehr Flexibilität durch zusätzliche Daten

„Das Ziel war es, jedes Objekt aus so vielen Winkeln wie möglich zu erfassen, damit wir später bei der Verarbeitung genügend Daten zur Verfügung haben“, erklärt Keynan Tenenboim, Support- und Anwendungtechniker bei Artec 3D: „Bei der Goldenen Dame haben wir Ray II verwendet, um Scans des gesamten Geländes zu erstellen, und Leo wurde eingesetzt, um die Gedenktafeln um die Skulptur und den Obelisken herum zu scannen, hauptsächlich um feine Texte und Details zu erfassen. Der Schlüssel liegt darin, gute Texturen und so viele nutzbare Daten wie möglich zu erhalten.“

Ein Großteil der Arbeit des Teams bestand, wie Tenenboim es ausdrückte, aus bewusst reichlichem Scannen. „Selbst wenn wir der Meinung waren, 90 Prozent der benötigten Daten erfasst zu haben, versuchten wir, weitere 10 bis 15 Prozent zu erfassen“, sagte er. „Dadurch erhielt das Verarbeitungsteam größtmögliche Flexibilität und einen einfacheren Arbeitsablauf.“

Keynan Tenenboim von Artec 3D scannt mit Artec Leo die Inschriften des Denkmals.

Ray II und Leo meisterten beide die direkte Sonneneinstrahlung mit Bravour und bewältigten damit die größte Herausforderung beim Scannen: die langen, scharfen Schatten, welche die helle Sonne an diesem wolkenlosen Tag warf und das Team zu besonderer Kreativität bei der Wahl der Aufnahmewinkel zwang. Trotz der widrigen Bedingungen bestanden beide Scanner den Sonnenlichttest mit Bravour.

Nahtlose Verarbeitung: ein Paradebeispiel

Glücklicherweise war das Zusammenfügen verschiedener Scans und Datensätze dank Artec Studio völlig unkompliziert. Artec Ray II ist mit einem visuellen Inertialsystem (VIS) ausgestattet, das die eigene Position im Raum verfolgt und Scans automatisch ausrichten kann. Scannt man ein großes Objekt und importiert die Daten in Artec Studio, sieht man statt Hunderter Einzelscans nur noch ein einheitliches Objekt. Für die Erstellung des finalen 3D-Modells ist lediglich noch die Anwendung einiger weniger, einfacher Algorithmen erforderlich.

„Wenn man das Trackingsystem ordnungsgemäß bedient und sich zwischen den Scans nicht zu weit entfernt, lassen sich auch mit wenig Erfahrung brauchbare Ergebnisse erzielen“, bemerkt Tenenboim. „Ich selbst habe keine umfassende Erfahrung mit Ray II, konnte aber dennoch sehr saubere Daten für die Weiterverarbeitung liefern.“

Nachdem die Daten in weniger als 40 Minuten in Artec Studio erfasst und verarbeitet worden waren, fehlte nur noch ein letzter, entscheidender Schritt: die Anwendung von KI-Photogrammetrie, um das Modell zum Leben zu erwecken und es fotorealistisch darzustellen. Die in Artec Studio integrierte KI-Photogrammetrie ordnet Bilder Scans zu und texturiert sie in einem einfachen, automatisierten Workflow, der keine speziellen technischen Kenntnisse erfordert.

Kulturerbe jenseits der bekannten Realität

Das Projekt, das Luxemburgs kulturelles Erbe in digitale Zwillinge verwandelte, bot nicht nur den Besuchern des Luxemburger Pavillons auf der Weltausstellung in Osaka ein beeindruckendes Erlebnis, sondern ermöglichte es allen Interessierten sogar, die fotorealistischen Nachbildungen der Luxemburger Wahrzeichen virtuell zu erkunden. Die finalen Modelle, die sich ideal für AR/VR-Anwendungen eignen, sind über die die App der Weltausstellung frei zugänglich.

Eine 3D-Darstellung des Luxemburger Pavillons. Quelle: www.expo2025.or.jp

„Es ist nicht dasselbe, wie physisch vor Ort zu sein, aber das heißt nicht, dass es wertlos ist“, resümiert Tenenboim. „Digitale Zwillinge ermöglichen es, Dinge zu erleben, die in der Realität unmöglich sind – wie die Rückseite des „Hohlen Zahns“ oder den Kopf der Goldenen Dame zu sehen. Man ist nicht mehr an den Blickwinkel eines Fotografen oder eine festgelegte Drohnenroute gebunden. Man kann frei erkunden. Es ist eine andere Erfahrung, kein Ersatz. Aber in manchen Fällen bietet es tatsächlich Einblicke, die man im Gelände einfach nicht gewinnen kann.“

Das Projekt rückte als Ganzes nicht nur die Vielfalt des luxemburgischen Kulturerbes ins Licht, sondern bot dem Artec-Team auch die Gelegenheit, die bemerkenswerte Vielseitigkeit der Artec 3D-Scanner und der KI-Photogrammetrie unter Beweis zu stellen. Durch die gleichermaßen brillante Erfassung großer und kleiner Sehenswürdigkeiten trug Artec 3D zur Erstellung von 3D-Modellen bei, die es einem Publikum ermöglichen, charmante, charismatische und wahrhaft bedeutsame Orte im gesamten Großherzogtum zu entdecken oder wiederzuentdecken.