3D-Scan eines Frauenkörpers für ein Kunstprojekt von Joseph Marr

Bevor es zur eigentlichen 3D-Vermessung einer Frau kam, führten wir einige Machbarkeitstests durch, um dem Künstler qualitativ hochwertige Ergebnisse gewährleisten zu können. Nachdem die Testscans erfolgreich absolviert waren, erfolgte die 3D-Vermessung des gesamten Frauenkörpers mittels eines unserer 3D-Scan-Verfahren. Parallel zu den 3D-Scans wurden die erfassten Einzelscanns sofort provisorisch vor Ort zusammengesetzt, um die Vollständigkeit und die Datenqualität zu prüfen. Nach 3 Stunden war der gesamte Körper dreidimensional erfasst.

3D-Vermessung & Dokumentation

• 3D-Scan, 3D-Modell, Mess- und Orthobilder, Fertigungsdatensatz

Da das Kunstobjekt noch nicht veröffentlicht ist, können wir Ihnen leider in dieser Stelle keine weiteren Bilder oder Grafiken von diesem Projekt zeigen.

Internetseite: www.josephmarr.de Facebook: Joseph Marr

RP-Online – Katjes-Kunst zum Anbeißen

Kutsche von J.-W. von Goethe

Im ersten Projektabschnitt führten wir die 3D-Vermessung der Unterseiten der beiden historischen Fortbewegungsmittel durch. Wir setzten dafür eines unserer 3D-Scan-Verfahren ein, die es uns ermöglichten, sowohl die Kutsche als auch das Auto innerhalb von einem Tag dreidimensional zu scannen. Zur Kontrolle und zur Sicherstellung der Vollständigkeit wurden die erfassten Einzelscanns schon vor Ort zu einer Punktwolke zusammengesetzt.

3D-Vermessung & Dokumentation & Fertigung

• 3D-Scan, 3D-Modell, Fertigungsdatensatz

Da die Kunstobjekte noch nicht veröffentlicht sind, können wir Ihnen leider in dieser Stelle keine weiteren Bilder oder Grafiken von diesem Projekt zeigen.

Asta Gröting

3D-Vermessung & Dokumentation

• 3D-Scan, 3D-Modell

Aufgrund einer Vereinbarung mit dem Auftraggeber können wir Ihnen leider an dieser Stelle derzeit keine Bilder oder Grafiken von diesem Projekt zeigen.

syntechnics GmbH

Prototyp Tenderboot

Im ersten Projektsabschnitt wurde der Prototyp hochpräzise mittels eines unserer 3D-Scan-Verfahren dreidimensional vermessen. Parallel zur 3D-Vermessung erfolgte eine fotogrammetrische Dokumentation, um im Anschluss die Einzelscanns anhand der erfassten Referenzpunkte präzise miteinander zu verknüpfen. Durch Kombination dieser beiden Verfahren konnte wir die vorgegebene Messgenauigkeit erreichen. Zur Kontrolle der Vollständigkeit und Sicherstellung der Datenqualität wurden die Einzelscanns schon vor Ort zum ersten mal miteinander verknüpft.

3D-Vermessung & Dokumentation & Analyse & Rekonstruktion

• 3D-Scan, Fotogrammetrie, 3D-Modell, Symmetrieprüfung, Reverse Engineering

fibretech composites GmbH

Wanderruderboot

In der ersten Projektphase führten wir eine 3D-Vermessung des Wanderruderbootes mit einem unserer 3D-Scan-Verfahren durch. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit setzten wir für die Referenzierung der einzelnen 3D-Scans ein hochpräzises Fotogrammetriesystem ein. Nach Abschluss der 3D-Vermessung wurde in unseren Büroräumen das 3D-Modell erstellt. In Zusammenarbeit mit den Bootsbauern führten wir dann im 3D-Ausgangsmodell einige Anpassungen durch, mit dem Ziel den späteren Fertigungsprozess zu optimieren. Weiterhin wurden notwendige Symetrietests im 3D-Modell durchgeführt.

3D-Vermessung & 3D-Scan

• Streifenlichtschnittscanner, Fotogrammetrie

Dokumentation & Reverse Engineering

• 3D-Modell, Flächenrückführung, Symmetrietest, Maßprüfung,

BBG Bootsbau Berlin GmbH

3D-Gebäuderekonstruktion aus 2D-CAD-Plänen

Nach Sichtung der vorhandenen zweidimensionalen CAD-Pläne, Grundrisse und Fotos des historischen Gebäudes in Dresden, begann die TrigonArt mit der Umsetzung der 2D-CAD-Pläne in 3D-Modelle.

Nach Abschluss der virtuellen 3D-Rekonstruktion eines Teilbereiches des Gebäudes und der Ausgabe von entsprechenden Ansichten, wurden nun Detailansichten einzelner Räume erstellt. Dabei ging es um die Visualisierung der Ideen der Architekten im Rahmen der geplanten Sanierungsarbeiten, wie z.B. der Umgestaltung des Treppenbereichs oder die Präsentation alternativer Raum- und Farbkonzepte.

Nach der Umsetzung der vorgegebenen Ideen und Konzepte der Architekten, wurden aus dem 3D-Modell hoch aufgelöste Ansichten und Grafiken gerendert, die den Bewerbungsunterlagen beigefügt wurden.

Ausgangssituation

• Bildmaterial, 2D-CAD-Pläne, Ideenskizzen

Dokumentation & virtuelle Rekonstruktion

• 3D-CAD, 3D-Modell

3D-Konzeptvisualisierungen

• Konzeptstudien

Brenne Architekten

3D-Scan des Auerochsenschädels

Im ersten Projektabschnitt wurde der 11.000 Jahre alte Auerochsenschädel, der bei Arbeiten in der Elbe gefunden und zunächst konservatorisch behandelt wurde, vollständig mit Hilfe eines 3D-Scan-Verfahrens durch die Firma TrigonArt vermessen. Mit dem gleichen 3D-Scan-Verfahren wurde auch das gefundene Fragment eines Beigabengefäßes vermessen. Nach der endgültigen kulturellen Zuordnung, auf Basis einer derzeit laufenden C14-Analyse des Skelettes, wird die Firma TrigonArt in Zusammenarbeit mit den beteiligten Wissenschaftlern das unvollständige Beigabengefäß virtuell rekonstruieren.

Skelett mit Beigabengefäß

Verknüpfung der Einzelscans zur Kontrolle vor Ort

Folgende Präsentationen sind auf dem Multitouch-Panel geplant: Bildergalerie, informative Texte und ein Dokumentarfilm (über den Ablauf der Bergung des Auerochsenschädels) sowie die Darstellung eines frei navigierbaren und interaktiven 3D-Modells.

TrigonArt Bauer Praus GbR Dipl.-Ing. Thomas Bauer Gundelfingerstr. 43a 10318 Berlin Tel.: 030 – 34 66 03 30 Fax.: 030 – 34 66 03 29 E-Mail: info@trigonart.de Web: www.trigonart.com

Museum für Naturkunde und Vorgeschichte Dessau-Roßlau Abteilung Vorgeschichte Dipl.-Restaurator Hans-Peter Hinze Törtenerstr. 44 06842 Dessau-Roßlau Tel.: 0340 -51 68 89 7 E-Mail: Hans-Peter.Hinze@naturkunde.dessau.de Web: Museum für Naturkunde und Vorgeschichte Dessau-Roßlau

expectare Deutschland GmbH Sven Schneider Leipziger Platz 10 10117 Berlin Tel.: 030 – 60 98 92 50 5 E-Mail: schneider@expectare.com Web: www.expectare.com

Presseportal

3D-Laserscanner im Einsatz in Bergen / Norwegen

Nachdem das Team der TrigonArt innerhalb von 3 Tagen das Ufergelände mittels eines hochpräzisen 3D-Laserscanners und Tachymeters erfasst hatte, wurden die Messdaten in den Büroräumen in Berlin ausgewertet und ein detailreiches 3D-Modell erstellt. Im Anschluss wurden für den Künstler umfassende Geländepläne und -schnitte erstellt sowie verschiedene Ansichten aus dem 3D-Modell gerendert. Mit Hilfe der CAD-Pläne und des 3D-Modells konnte Herr Goldberg im nächsten Schritt mit der konkreten künstlerischen Planung und Plazierung seines Kunstobjektes beginnen.

Uferbereich in Bergen / Norwegen

3D-Vermessung

• 3D-Laserscan, Tachymeter, Passpunktvermessung

Dokumentation

• 3D-Modelle, Ortho- & Messbilder

Fertigung

• physisches Geländemodell

Thorsten Goldberg

Hauptraum des Alten Brennhauses

Nach vierjähriger Grabungsarbeit im beschaulichen Ort Fürstenberg im Weserbergland wurden die ältesten, noch im Originalzustand erhaltenen Porzellanbrennöfen Europas freigelegt. Dank des ehrenamtlichen Einsatzes der Archäologen Dr. Sonja König (Ostfriesische Landschaft, Aurich) und Dr. Stefan Krabath (Sächsisches Landesamt für Archäologie) wurden die fast in Vergessenheit geratenen und in einem bemerkenswert guten Erhaltungszustand befindlichen Versuchsöfen aus dem Jahr 1747 wieder ausgegraben. Unter Mitwirkung vieler Freiwilliger des Heimat- und Geschichtsvereins Holzminden e.V. wurden unter der Fachaufsicht der Unteren Denkmalschutzbehörde des Landkreises Holzminden (Dr. Christian Leiber) die Reststrukturen des Brennhauses, in dem sich drei Brennöfen befinden, freigelegt und für wissenschaftliche Untersuchungen begehbar gemacht.

Es handelt sich dabei um den sogenannten „liegenden“, „Wiener“ oder „Deutschen“ Ofentyp, wie er bis zum Ende des 18 Jhs. für den Porzellanbrand gebaut wurde. Nach ersten wissenschaftlichen Begutachtungen ließen sich alle drei Schritte des Verglühbrandes

Porzellanbrennofen im Nebenraum

sowie des Glattbrandes und höchstwahrscheinlich auch des Dekorbrandes nachvollziehen. Der erste in Fürstenberg dokumentierte Porzellanbrand fand im Januar 1750 statt. Der fast unberührte Erhaltungszustand der Anlage ist der Tatsache geschuldet, dass die Porzellanmanufaktur in das Schloss von Fürstenberg umzog, nachdem dort die Voraussetzungen geschaffen waren und eine Jahresproduktion von mehreren zehntausend Gefäßen erreicht war. Somit blieben die ältesten europäischen Porzellanöfen als Baudenkmal und im archäologischen Befund erhalten und wurden nicht wie in Meißen durch ständige Umbauten und Erweiterungen zerstört. Neben dem Brennhaus gehören zu dem technikgeschichtlichen Ensemble auch die so genannte Windmühle mit dem Laboratorium, in dem weitere Versuchsöfen vorhanden sind und die „Von-Langen-Reihe“, welche als Arbeiterwohnungen für die damalige Belegschaft diente.

3D-Vermessung mit einem Laserscanner

Nach der erfolgreichen 3D-Vermessung durch den Spezialdienstleister TrigonArt aus Berlin, erstellt die Firma in der Folge ein hoch aufgelöstes 3D-Modell, das alle wichtigen bautechnischen und archäologischen Details beinhaltet. Das 3D-Modell wird anschließend mit hoch aufgelösten Digitalbildern fototexturiert, so dass zusätzlich auch der realistische und unrestaurierte Zustand des Gebäudes und der Brennöfen sichtbar ist. Im nächsten Schritt werden maßstabsgetreue CAD-Pläne, Grundrisse, Abwicklungen aller Wände und Fußböden, verzerrungsfreie Mess- und Orthobilder, sowie Gebäudeschnitte für die wissenschaftliche Dokumentation und Auswertung erstellt und den beteiligten Archäologen und Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt. Als Abschluss der Dokumentationsarbeiten soll die Firma TrigonArt noch einen virtuellen Rundgang durch die Anlage in Form einer Animation erstellen.

TrigonArt Bauer Praus GbR Dipl.-Ing. Thomas Bauer Gundelfingerstr. 43a 10318 Berlin Tel.: 030 – 34 66 03 30 Fax.: 030 – 34 66 03 29 E-Mail: info@trigonart.de Web: www.trigonart.com

Freundeskreis Fürstenberger Porzellan e.V. - Geschäftsstelle – Meinbrexener Str. 2 37699 Fürstenberg Tel.: 05271 – 40 11 60 Fax.: 05271 – 40 14 16 0 E-Mail: freundeskreis@fuerstenberg-porzellan.com Web: www.freundeskreis-fuerstenberger-porzellan.de

Porzellanmanufaktur FÜRSTENBERG Museum im Schloss Meinbrexener Straße 2 37699 Fürstenberg Tel.: 05271 – 40 11 61 Fax.: 05271 – 40 14 16 3 E-Mail: museum@fuerstenberg-porzellan.com Web: www.fuerstenberg-porzellan.com

3D-Sicherungs- und Bestandsdokumentation archäologischer Grabungsfunde in der „Königsstadt Naga“

Das UNESCO Weltkulturerbe Königsstadt Naga

Amuntempel in der Königsstadt Naga

Fünfzehn Jahre hat das Team des Ägyptischen Museum Berlin in der Wüste des Sudan gegraben und restauriert. In den Tempelruinen von Naga, einer 2000 Jahre alten Königsstadt des Reiches von Meroë, sind zahlreiche teils monumentale Königs- und Götterstatuen, Löwenskulpturen, Reliefs und Inschriften ausgegraben worden. Die im Sudan gefundenen archäologischen Objekte erweitern den Begriff der Antike über Ägypten hinaus in die Kulturen Afrikas. Neben völlig neuen Einsichten in die Geschichte und Kunst des Altertums, leistet die Grabung einen Beitrag zur kulturellen und historischen Identität des Sudan und wird damit zu einem Faktor des Dialogs mit Afrika und der arabischen Welt. Neben zahlreichen atemberaubenden Einzelfunden und Relieffragmenten, wurden auch ganze Tempelanlagen, wie die Hathorkapelle, der Amuntempel und der Tempel 200, freigelegt und für die Nachwelt restauratorisch gesichert.

Berührungslose 3D-Vermessung von kleinsten Grabungsfunden, Reliefs, Säulen und Tempelgebäuden mittels eines 3D-Streifenlichtscanners

Objektive Dokumentation der Grabungsfunde in Form von texturierten 3D-Modellen und verzerrungsfreien 2D-Messbildern

Verfahren zur Erstellung von verzerrungsfreien Messbildern aus texturierten 3D-Modellen Eine homogene Punktwolke entsteht bei einem 3D-Scan von Objekten oder Oberflächen mittels eines der verschiedenen 3D-Scan-Verfahren und bezeichnet die Gesamtmenge aller gemessenen Einzelpunkte. Jeder dieser Einzelpunkte ist mit seiner xyz-Koordinate im Raum erfasst und wird im universellen ASCII-Format gespeichert. Die Anzahl der erfassten Einzelpunkte hängt dabei sehr von der Objektgröße und der gewünschten Messgenauigkeit ab.

3D-Modelle von Kleinfunden

Die erfassten Punktwolken sind Voraussetzung für die Erstellung komplexer 3D-Modelle und dienen in erster Linie dazu, die gescannten Objekt am Computer zu visualisieren. Erst durch eine gezielte Oberflächenrekonstruktion der Punktwolke, auch meshing genannt, kann im nächsten Verarbeitungsschritt eine geschlossene Modelloberfläche aus Polygonen (Dreiecken) erstellt werden und das 3D-Modell entstehen. Die typische, aus Dreiecken bestehende, Polygonnetzoberfläche stellt dabei sicher, dass kleinste Details geometrisch und maßlich korrekt dargestellt werden, so dass das 3D-Modell als wirkliche virtuelle Kopie des Original anzusehen ist. Abschließend kann die Modelloberfläche synthetisch oder fotorealistisch texturiert werden. Für wissenschaftliche Betrachtungen der Oberflächenstruktur bieten sich objektive Grauwerte an. Für eine denkmalpflegerische Maßnahmenkartierung oder zur Planung restauratorischer Eingriffe benötigt man jedoch eine realitätsgetreue Oberflächenoptik, bei der die 3D-Modelle mit hochaufgelösten Digitalfotos texturiert werden. Die maßstabsgetreuen und unverzerrten 2D-Messbilder werden abschließend aus den erstellten 3D-Modellen gerendert. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, jede beliebige Ansicht auf das erfasste Objekt ausgeben zu lassen und man ist nicht nur auf die exakten orthogonalen Ansichten angewiesen, wie sie üblicherweise bei wissenschaftlichen Dokumentationen, wie Fundbüchern oder Inventarlisten benötigt werden. Orthobilder geben den Wissenschaftlern die Möglichkeit, exakte Messungen oder wissenschaftliche Auswertungen in ihnen vorzunehmen. Weiterhin können sie Schäden kartieren, zerstörte Objekte aus Einzelfragmenten zusammensetzen oder Fehlstücke einpassen. Fototexturierte Messbilder geben ihnen zusätzlich die Möglichhkeit, vorhandene Farbwerte zu bestimmen.

Softwaregestützte Auswertung und wissenschaftliche Analysen der 3D-Daten

Im Gegensatz zu einer handschriftlichen analogen Dokumentation von Grabungsfunden ergeben sich für die erfassten 3D-Daten in der Folge eine Vielzahl von innovativen, hochpräzisen und softwaregestützten Auswertungs- und Analysemöglichkeiten, wie z.B. die Erstellung von horizontalen und vertikalen Schnitten durch die Objekte, die Sichtbarmachung feinster Strukturen durch eine variable Ausleuchtung, die Darstellung von Höhenreliefs in Form von Falschfarbbildern, die Abwicklung von Objekten auf eine Ebene, sowie Masse- und Volumenberechnungen.

Abwicklung einer Säule

Bei der digitalen 3D-Funddokummentation von erhaltenen Vasen und Schalen wurden im Projekt Naga vorallem horizontale und vertikale Schnitte für die Bestimmung von Wandstärken erstellt. Mit Hilfe von computergestützten Ausleuchtungen konnten feinste Ritzungen und verwitterte Graffities, die mit bloßem Auge kaum sichtbar gewesen waren, deutlich visualisiert werden. Auch die Darstellung von farblichen Höhenreliefs in Kombination mit einer wertmäßigen Ausgabe, erleichterte den Wissenschaftlern das Erkennen und das Dokumentieren feinster Strukturen auf verwitterten Oberflächen, wie z.B. am Amuntempel. Ebensfalls wurden am Amuntempel mehrere Säulen auf die Ebene abgewickelt, so dass man die reichhaltigen Verzierungen und Inschriften auf einen Blick sehen und auswerten konnte. Die gleiche Technik wurde auch für die zahlreichen rechteckigen Portale des Tempels angewendet.

Virtuelle Rekonstruktionen zerstörter oder beschädigter Grabungsfunde

Ein Teil der 3D-Daten wurde den Archäologen schon vor Ort im Sudan zur Verfügung gestellt, um sie direkt bei Ihrer Forschungsarbeit zu unterstützen. Die Messergebnisse ermöglichten ihnen, zeitnah neue Einblicke und potenzielle Zusammenhänge in ihre Forschungsobjekte zu gwinnen und weiterführende Arbeiten, wie die digitale Rekonstruktion, vorzubereiten. Zerstörte oder beschädigte Gefäße, Schalen, kleine Figuren und Statuen wurden aus freigelegten Scherben und Fragmenten virtuel wieder zusammengesetzt. Am Amuntempel konnten mehrere liegende und zum Teil schwer beschädigte oder zerstörte, tonnenschwere Säulen digital wieder aufgebaut werden. Aus rund 120 Fragmentsteinen wurden am Tempel 200 ganze Reliefswände digital rekonstruiert.

Amuntempel in der Königsstadt Naga

In mehreren Arbeitsschritten wurden in einer Art Puzzle die Einzelblöcke wieder zusammengesetzt. Für die analogen Rekonstruktionsarbeiten durch die Wissenschaftler wurden umfangreiche Einzelblockkataloge angelegt. Dabei wurden sämtliche Steinansichten in Form von Orthobildern im Maßstab 1:5 auf Papier ausgegeben. Die Rekonstruktion fand zunächst von Hand statt. Die Ergebnisse wurden anschließend in den Computer übertragen und auf ihre Machbarkeit anhand von Überschneidungen und Schnittkanten geprüft und abschließend als Gesamtmodell ausgegeben.

virtuelle Rekonstruktion der Hathorkapelle

In Vorbereitung für die Sicherungs- und Restaurierungsarbeiten an der Hathorkapelle war es nötig, das noch bestehende, aber vom Einsturz bedrohte Gebäude und die freigelegten Bauteile hochpräzise zu vermessen. Nach dem vollständigen 3D-Scan aller Bauteile und der Erstellung eines 3D-Modells durch die TrigonArt wurden zunächst entsprechende Mess- und Orthobilder aller Innen- und Außenansichten und einzelner Bauteile, sowie Grundrisse den beteiligten Archäologen und Restauratoren zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe dieser maßstabsgetreuen Grafiken versuchten die Wissenschaftler anschließend, die umherliegenden Fragmente aus dem Versturz mit dem Gebäude auf dem Papier wieder zu verbinden. Nach Abschluss der wissenschaftlichen Auswertung wurden die Ergebnisse der Archäologen in Form einer virtuellen Rekonstruktion in einem 3D-Gesamtmodell der Hathorkapelle umgesetzt und ausgegeben.

Fertigung von Prototypen, hochwertigen Repliken und Stützkonstruktionen mittels der 3D-Druck-Technik und der CNC-Fräs-Technik

Im Anschluss an die virtuelle Rekonstruktion der Hathorkapelle und im Rahmen der Sicherungsmaßnahmen wurden aus den 3D-Daten zwei vom Verfall bedrohte Kapitelle physisch reproduziert. Auf Basis der 3D-Modelle wurden zunächst technische Prototypen aus Kunststoff mittels der CNC-Frästechnik erstellt. Diese Prototypen wurden anschließend mit Silikon abgeformt.

physisches Modell der Hathorkapelle im Maßstab 1:10

Mit Hilfe der erstellten Gussformen wurden dann zwei originalgetreue Repliken der Kapitelle aus Sandstein gegossen, die abschließend in das Bauwerk eingebracht wurden und seit dem die tonnenschweren Architrave tragen. Weiterhin wurde ein ursprünglich im Sanktuar befindlichen Altar mit einem 3D-Scanner erfasst. Anschließend wurden die 3D-Daten in eine CNC-Fräse eingelesen, die ein physisches Modell in einem Modellbaukunststoff fräste. Dieser Prototyp diente den beteiligten Restauratoren als Vorlage für die Fertigung einer Kopie in Kunststein. Desweiteren wurde für die Ausstellung “Königsstadt Naga” im Kunstforum der Berliner Volksbank ein physisches Modell der Hathorkapelle im Maßstab 1:10 mittels eines 3D-Druck-Verfahrens hergestellt. Das detailreiche Modell begeistert seit dem die Besucher der Ausstellung und zeigt anschaulich die meroitische Hathorkapelle aus der Königsstadt Naga in ihrer derzeitigen Form.

Informierende und visualisieruende Animationen und Interaktionsmöglichkeiten

Prof. Dr. Dietrich Wildung (Grabungsleiter, Direktor a.D. Neues Museum Berlin) Dr. Karla Kröper (Grabungsleiterin) Dipl.-Ing. Thomas Bauer (TrigonArt) Mark Praus (TrigonArt)

Verein zur Förderung des Ägyptischen Museums e.V. DFG – Deutsche Forschungsgemeinschaft Kulturförderung des Auswärtigen Amtes Deutsche Botschaft Khartum

Naga – Die Stadt in der Steppe Anwenderbericht