Unzählbar wertvolle Artefakte werden in Spanien mit Artec Point und Micro II für eine virtuelle Ausstellung digitalisiert

Artec Micro II beim Erfassen von Scandaten. Bild mit freundlicher Genehmigung des Archäologischen Museums von Asturien.

Das Archäologische Museum von Asturien beherbergt einige der interessantesten und wertvollsten archäologischen Funde Spaniens, darunter Münzen, Statuen, Waffen und noch vieles mehr.

Um die Artefakte einem breiteren Publikum zugänglich zu machen, beauftragte das Museum kürzlich die Ingenieurin Paula Suarez Ramirez im Auftrag des lokalen IT-Dienstleisters Digital Fiber Planners mit der Digitalisierung einiger Sammlungsstücke. Denn obwohl die digitale Bewahrung von Kulturgütern weltweit an Bedeutung gewinnt und zunehmend zur Normalität wird, stellen derartige Vorhaben jedes Mal eine große Herausforderung dar.

Ramirez sollte über 100 Jahre alte Exemplare aus der Zeit des Ersten Weltkriegs bearbeiten. Zuallererst war es unerlässlich, das Risiko von Beschädigungen zu minimieren – die Spezialistin musste daher eigens von den Kanarischen Inseln auf das spanische Festland reisen, da der Transport per Schiff zu riskant gewesen wäre.

Geschwindigkeit, Realismus und Genauigkeit sollten ebenfalls von entscheidender Bedeutung sein, nachdem frühere Experimente mit einem anderen 3D-Scanner und Photogrammetrie sich als zu zeitaufwändig erwiesen hatten. Das Ziel war die Erstellung von 3D-Modellen mit ausreichender geometrischer Genauigkeit für detailgetreue, im 3D-Druckverfahren herzustellende 1:1-Repliken, die es den Besuchern ermöglichen sollen, den Artefakten buchstäblich so nah wie nie zuvor zu kommen.

Ramirez erfasst ein kleines Objekt mit Artec Point auf einem Drehteller. Bild mit freundlicher Genehmigung des Archäologischen Museums von Asturien.

Ramirez wandte sich bald an Global Geosystems, den Artec Ambassador in Spanien, der das Projekt mit Artec Point und Artec Micro II unterstützte. Der erste Scanner gewährleistete höchste Genauigkeit, während der zweite zur Erfassung kleiner Objekte in voller Farbe und mit feinen Oberflächendetails eingesetzt werden sollte.

Erfassung von Artefakten für eine virtuelle Ausstellung

Die Aufgabe für Ramirez bestand darin, über 150 Objekte unterschiedlichster Formen und Größen zu digitalisieren – Sie benötigte daher eine besonders vielseitige Lösung. Viele der Objekte sollten etwa aufgrund ihrer hohen Genauigkeit und Portabilität mit Artec Point gescannt werden. Dazu wurden die Objekte zunächst auf einem Drehteller platziert, der mit Markierungen versehen war, um die Erfassung zu optimieren. Die Markierungen wurden auf dem Drehteller selbst anstatt direkt am Objekt angebracht, um das Beschädigungsrisiko zu minimieren.

Laut Ramirez war die Geschwindigkeit von Point hier besonders beeindruckend. Zudem trug die hohe Bildrate dazu bei, dass die Objektverfolgung auch bei schnellem Scannen nicht verloren ging – ein entscheidender Vorteil bei der Bearbeitung einer Sammlung dieser Größe und Vielfalt. Selbst kleinste Kratzer auf Knochen, Keramikfragmenten und Skulpturen wurden erfasst, sodass wirklich kein Detail verloren ging.

Für kleinere Objekte mit feinen Gravuren, wie beispielsweise Münzen, wechselte Ramirez zu Artec Micro II. Dessen automatisierte Plattform minimierte den Bedarf an manueller Handhabung des Objekts. Der Micro II liefert zudem vollfarbige Modelle mit noch höherer Genauigkeit und eignet sich somit ideal, wenn maximale Realitätsnähe erreicht werden soll. Artec Spider ll hätte diese Aufgabe zwar auch meistern können, doch ist Micro ll, wenn es um die Erfassung kleinster Objekte geht, in der Tat eine Klasse für sich.

3D-Modell einer Münze, gescannt mit Artec Spider II

„Micro liefert eine deutlich bessere Textur (Farbe). Es zeigt auch bessere Ergebnisse beim Erfassen kleinster Objekte, beispielsweise Münzen oder winziger Nadeln“, erklärte Ramirez. „Mit Micro kann ich das Objekt fixieren, sodass das Risiko, dass es herunterfällt oder zerbricht, minimal ist. Andernfalls müsste man es manuell in verschiedene Positionen bringen, um alle notwendigen Bilder erfassen zu können. Ich scanne alle kleinen Objekte lieber mit Micro und speichere sie direkt – und das Museum ist mit dieser Methode ebenfalls zufrieden.“

Verfeinerung in Artec Studio

Nach Abschluss des Scans verarbeitete Ramirez die Daten in Artec Studio. Um vollständige 3D-Modelle zu erstellen, mussten die Objekte zuvor aus allen Winkeln erfasst worden sein. Die leistungsstarken Ausrichtungs- und Verschmelzungswerkzeuge von Artec Studio ermöglichten später ein schnelles und einfaches Zusammenfügen der Scans. Zudem erlaubt die Software die Vereinfachung des Polygonnetzes, wodurch die Polygonanzahl reduziert wird und somit für den Export kleinere, leichter zu bearbeitende Dateien entstehen.

Dieser Ansatz ermöglichte es Ramirez, den Detaillierungsgrad für jedes Objekt gezielt anzupassen. Das Museum seinerseits wünschte sich eine Version mit einer Million Polygonen für maximale Detailtreue sowie kleinere Versionen mit 200.000 Polygonen, optimiert für die Darstellung auf der Webseite. Angesichts der 150 zu entstehenden Modelle war es unerlässlich, die Dateigrößen überschaubar zu halten und die Entstehung eines zu massiven Datensatzes zu vermeiden.

Bei Bedarf wurde in Adobe Photoshop eine zusätzliche Texturierung vorgenommen. Der Aufwand hatte sich am Ende in jedem Fall gelohnt, denn die Modelle wirken unglaublich lebensecht. Auch die Geometrie wurde für den 3D-Druck detailliert genug erfasst – und dem Museum ist es bereits gelungen, Repliken von Objekten mit komplexen Oberflächen und Löchern (die sich traditionell nur schwer digitalisieren lassen) herzustellen.

„Artec Studio hat mich sehr überrascht, weil es alle Modelle so schnell verarbeiten konnte“, fügte Ramirez hinzu. „Bei der Photogrammetrie muss man alle Fotos ausrichten, was gar nicht so einfach und schnell geht. Artec Studio war angenehm und nutzerfreundlich, also genau das, wonach ich gesucht hatte!“

Weiter geht's: Auf dem Weg zu mehr Realismus

Die entstandenen 3D-Modelle werden nun für eine Online-Plattform vorbereitet, auf der Besucher die Sammlungen des Museums von Asturien virtuell erkunden können. Ausgewählte Stücke werden zudem im 3D-Druckverfahren als taktile Repliken hergestellt. In Bildungsangeboten sollen Kinder die Reproduktionen frei anfassen und untersuchen können – Geschichte wird so auf ganz neue Weise erlebbar.

Das Archäologische Museum von Asturien. Bild mit freundlicher Genehmigung von AdelosRM , Wikimedia Commons.

Ramirez sieht in dieser Technologie enormes Potenzial für das gesamte Kulturerbe Spaniens. Und nachdem Institutionen auf dem Festland bereits mit der 3D-Digitalisierung begonnen haben, möchte sie diese Möglichkeiten auch auf die Kanarischen Inseln, wo sie selbst lebt, bringen. „Ich würde gerne einige Scanner anschaffen und versuchen, diese Dinge umzusetzen“, sagte Ramirez. „Die Menschen hier erkennen das Potenzial noch nicht … aber ich denke, das ist nur eine Frage der Zeit.“

Mit Blick auf die Zukunft könnte die Integration der Photogrammetrie in Artec Studio weitere Projekte deutlich beschleunigen: Anstatt zwischen verschiedenen Programmen wechseln zu müssen, würde die Möglichkeit, Scandaten in einer einzigen Arbeitsumgebung mit Fototexturen zu kombinieren, erheblich Zeit sparen und die Digitalisierung vereinfachen. Ramirez zeigt sich daher offen dafür, neue Funktionen zeitnah zu testen.

Von antiken Münzen bis hin zu jahrhundertealter Keramik: Das Projekt „Museum von Asturien“ zeigt, wie die 3D-Scantechnologie von Artec kulturelle Erzeugnisse zugänglicher denn je macht. Die Vergangenheit wird in atemberaubenden Details bewahrt und gleichzeitig einem neuen Publikum auf der ganzen Welt erschlossen.