Lösungen für 3D-Scanning

Wie Artec 3D die Ukraine unterstützt

Digitalisierung der alten Inschriften von Bengaluru mit Artec 3D

Herausforderung: Als ein IT-Experte auf die Zeugnisse der reichen Geschichte stieß, die überall in Bangalore, Indien, verstreut waren, beschloss er, genauer zu untersuchen, was über diese alten Steine bekannt ist, was wir noch lernen könnten und wie wir sie für heute und die Zukunft sicher digitalisieren könnten.

Lösung: Artec Space Spider, Artec Studio

Ergebnis: Neben einem umfassenden Konservierungsprojekt und einem Buch wird die digitale Dokumentation der antiken, historischen Steine fortgesetzt, wobei alle Oberflächen in hoher Auflösung erfasst, dabei keine der Relikte beschädigt oder beeinträchtigt und 3D-Modelle für Studenten und Forscher zugänglich gemacht werden.

Altem Bangalore

Sehen Sie genau hin: Jeder Stein ist mit wunderschönen, detaillierten Inschriften bedeckt, die nun von Artec Space Spider eingefangen wurden

Alles begann im Jahr 2017, als Udaya Kumar P.L., ehrenamtlicher Projektleiter des Forschungsinstituts Mythic Society, in seiner Nachbarschaft über eine alte Steintafel stolperte. Sein Interesse war geweckt, und er beschloss, der Sache auf den Grund zu gehen – und das war auch gut so. Der Stein, den er fand, entpuppte sich als ein Artefakt aus dem 8. Jahrhundert, und er war nur einer von vielen: Es gibt rund 175 Inschriftensteine in der ganzen Stadt Bengaluru, von denen viele über tausend Jahre alt sind.

„Ich bekam Gänsehaut, als ich die 1.300 Jahre alten Schriftzeichen nur wenige Gehminuten von meinem Haus entfernt entdeckte und berührte“, sagte Udaya. „Ich hatte keine Ahnung, dass es so etwas Unglaubliches in meiner Nachbarschaft gibt! Ich wollte, dass alle Freunde und Bewohner von Bengalure den gleichen Nervenkitzel erleben.“

Da sich weder die historische noch die archäologische Gemeinschaft aktiv für den Schutz dieser Inschriften einsetzt, sondern sich eher auf die Forschung in Büchern konzentriert, beschloss Udaya, sich selbst der Herausforderung zu stellen.

„Die Inschriften auf den Steinen sind eine Originalaufzeichnung eines bedeutenden Ereignisses an genau diesem Ort und zu diesem Zeitpunkt“, erklärte Udaya. Sie erinnern zum Beispiel an den Bau eines Dorfes, eines Tempels, einer Herrschaftszeit oder an eine Sonnenfinsternis. Die Inschriften sind also im Wesentlichen eine Chronik der Geschichte der Stadt, die vor tausend Jahren in den Straßen der Stadt geschrieben und verwoben wurde.

„Diese Steine waren verwaist und verlassen, da die Menschen, die um sie herum lebten, nicht wussten, was auf ihnen geschrieben stand und ihre Bedeutung nicht verstanden“, sagte Udaya. „Als ich den traurigen Zustand der Steine gesehen hatte, beschloss ich, mich für die Rettung der unglaublichen, Jahrtausende alten Inschriften in Bengaluru einzusetzen.“

„Da es an leicht zugänglichen und genauen Informationen mangelt, ist es sehr wichtig, die Menschen aufzuklären und ihnen die Bedeutung des Erhalts dieser Orte und Steine bewusst zu machen. Außerdem sind diese Inschriften eine Quelle dafür, wie sich die Sprache im Laufe der Jahrhunderte entwickelt hat.“

Es bildete sich eine Gruppe gleichgesinnter Enthusiasten, die eine blühende und immer noch aktive Gemeinschaft von Denkmalforschern ins Leben rief, die ein Ziel vor Augen hatten: die historischen Wunder ihrer Stadt zu entdecken, zu digitalisieren und zu erhalten.

Das erhalten, was wir sehen

Als IT-Experte mit drei Jahrzehnten Erfahrung in der Zusammenarbeit mit bekannten Unternehmen wie Schneider und General Electric war es für Udaya nicht schwer, die Brücke zwischen seinem Hobby und seinem Beruf zu schlagen.

„Historiker suchen seit einhundertfünfzig Jahren nach diesen Steininschriften und dokumentieren sie in Tagebüchern“, sagt Udaya. „Ich besuche solche Stätten und sorge für den physischen Schutz und die digitale Konservierung.“

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Entdeckung von Zeugnissen der Geschichte in der Stadt

Mit einem klaren Ziel vor Augen machten sich Udaya und seine Kollegen an die Arbeit. Neben den 175 Inschriften, die in der Stadt Bengaluru entdeckt wurden, gibt es noch etwa 1.500 in den umliegenden ländlichen Gebieten. Diese mit Meißel und Hammer eingeritzten Inschriften finden sich auf allen Arten von Steinen: geschnittene und bearbeitete Platten, Felsbrocken, Steinmauern oder Skulpturen. Sie stammen aus dem 5. bis 16. Jahrhundert. Als Nächstes ging es daran, alles, was sie fanden, gründlich zu erfassen.

„Es war ganz offensichtlich“, so Udaya, „dass eine physische Konservierung allein nicht ausreicht, da Steinoberflächen durch natürliche Einflüsse wie Regen, Sonne, Korrosion usw. verwittern.“ Und ganz gleich, wie gut eine Inschrift geschützt ist, besteht immer die Gefahr einer versehentlichen Beschädigung. An diesem Punkt begannen Udaya und sein Team, digitale Kopien der antiken Relikte anzufertigen.

Die Steine befinden sich im Allgemeinen in einem schrecklichen Zustand, der den Witterungsbedingungen nicht standhält. Einige sind abgenutzt, andere wurden unsachgemäß behandelt. Und angesichts der raschen Urbanisierung Bangalores ist die vollkommene Zerstörung eigentlich nur eine Frage der Zeit.

„Ich hatte mit Techniken wie der Photogrammetrie und Reflectance Transformation Imaging experimentiert“, sagt Udaya. „Diese Techniken zwar zwar erschwinglich und leicht zugänglich, doch unzureichend und geometrisch schlecht geeignet – also haben wir kommerzielle Handscanner evaluiert. Es gab zwar noch andere 3D-Scanner, die eine ähnliche Auflösung boten, doch die Notwendigkeit, Markierungen anzubringen, stand dem Zweck der Konservierung im Wege.“

Der Gold-zertifizierte Partner von Artec 3D in Indien, Altem Technologies, zeigte sich bereit, sein Fachwissen zur Verfügung zu stellen. „Das Hauptziel war es, die Schriftzeichen der Inschriften so detailliert wie möglich zu erfassen“, so Lakshmikantha Sharma von Altem. „Einige der zu erfassenden Merkmale sind zum Beispiel nur 0,3 mm oder weniger groß.“

Neben der Schrift waren in viele Steine auch komplizierte Zeichnungen eingemeißelt, wie zum Beispiel die Darstellung eines Mannes, der in die Schlacht zieht.

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Mit Artec Space Spider wird jedes noch so kleine Detail erfasst

Vor allem bei der Erhaltung von Kulturgütern ist ein vollkommen berührungsloses 3D-Scannen unerlässlich. Ähnlich wie in einem Museum sollten zerbrechliche Zeugnisse der Geschichte und unersetzliche Artefakte am besten nur betrachtet und gar nicht erst berührt werden. Gleichzeitig darf die Qualität der Ergebnisse nicht beeinträchtigt werden. Hier kommen die Eigenschaften der Artec 3D-Scanner zum Tragen – und in diesem Fall fiel die Wahl auf Artec Space Spider.

Artec Space Spider wurde speziell für die Erfassung komplexer Geometrien und feiner Kanten entwickelt. Die Blaulicht-Technologie von Artec Space Spider führt zu verblüffend präzisen 3D-Modellen von extrem hoher Genauigkeit und in brillanten Farben. Und dank einer Genauigkeit von 0,05 mm entgeht diesem Gerät wirklich nichts.

„Die Scans von Space Spider sind so hochwertig, dass selbst die Meißelspuren des Bildhauers in den gescannten Daten sichtbar sind“, sagt Udaya.

Eintauchen in die Vergangenheit

Nach der Wahl der Methode – die schnelle Erfassung der Steine mit Artec Space Spider und Verarbeitung in Artec Studio, um diese beeindruckenden Zeugnisse der Geschichte für immer zu verewigen – war das Ziel klar: jeder gefundene Stein sollte gescannt werden.

„Zunächst ermittelte das 3D-Scanning-Team vorab die Scan-Standorte und dokumentierte die Verfügbarkeit der Ressourcen, die für die Durchführung des Scannens zur Verfügung standen“, erinnert sich Sharma.

„Das Scannen wurde unter verschiedenen Außenbedingungen durchgeführt: auf offenem Gelände im Schatten, im Sonnenlicht, in bewaldeten Gebieten, in denen kleine Sträucher herumwachsen – und meistens unter Bedingungen, in denen es keine oder nur minimale Stromversorgung gibt.“

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Die Ressourcen waren oft begrenzt, doch war alles, was man brauchte, vorhanden: Ein zuverlässiger Space Spider!

Oft kniffligen oder prekären Situationen und der Knappheit verfügbarer Energiequellen zum Trotz leistete die Nutzerfreundlichkeit des Scanners dem Team sehr gut Dienste. „Space Spider ist für alle unsere Teammitglieder sehr praktisch und einfach zu bedienen“, so Udaya. Diese Nutzerfreundlichkeit ermöglichte auch bei der Erfassung des wertvollen Steins eine unterbrechungsfreie Arbeit. „In einem Durchgang“, sagt er, „können wir meterlang Steine scannen, und das ohne Verzögerungen oder Unterbrechungen.“

Auch die Verarbeitung in Artec Studio war ein Kinderspiel. „Die Software ist sehr effektiv bei der Verwaltung großer Punktdaten von Projekten“, so Udaya.

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Scannen mit Space Spider – bei jedem Wetter!

„Riesige Datensätze von 15-30 GB werden in Artec Studio mit der Funktion Alignment automatisch ausgerichtet. Artec Studio verarbeitet riesige Daten während Global Registration so perfekt, dass es bei Positionsunterschieden oder Fehlern zwischen den Scansätzen selbst eine Neuausrichtung vornimmt“, sagt Sharma. „Mit Hilfe von Sharp Fusion werden dann endgültige 3D-Modelle mit einer Auflösung von 0,1-0,2 mm erstellt, aus denen dann genaue Modelle für Digitalisierungszwecke entstehen.“

Unverzichtbare Konservierung

Bislang wurden etwa 500 Steine gescannt. Und der Plan? „Mindestens 1.500 dokumentierte Inschriften und Heldensteine in und um Bangalore zu scannen, von denen viele durch die schnelle Urbanisierung gefährdet sind“, so Udaya.

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Die 3D-Modelle sind frei zugänglich für alle, die sie sehen oder nutzen möchten.

Das Team arbeitet zudem daran, die Steine an sicherere Standorte zu bringen, die sich besser für die Erhaltung eignen, und plant, die beschädigten Steine zu restaurieren. Doch auch dafür müssen sie zunächst digitalisiert werden.

In einem Fall wurde ein Modell in verkleinerter Form in 3D gedruckt und als Vorlage für den Guss von Bronzekopien verwendet. Diese Nachbildungen wurden dann verwendet, um Mittel für die Errichtung eines komplizierten Steinschutzes für älteste Inschrift aus Bengaluru aus dem 8. Jahrhundert zu beschaffen.

Diese Daten sind frei zugänglich – für Forscher, auf Wikimedia Commons, für Schulen und andere. Letztendlich geht es um die Verfügbarkeit von Informationen, die Dokumentation der Geschichte für künftige Generationen und genaue visuelle Ressourcen, die leicht zugänglich sind und auf die man sich beziehen kann.

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Schüler lernen die Geschichte ihrer Stadt kennen. Bild von Altem Tech.

Die Bedeutung des Projekts ist klar, und ebenso die Methode der Durchführung. „Mit 3D-Scans“, sagt Sharma, „arbeitet unser Team beständig daran, die Steine für künftige Generationen so detailliert wie möglich zu digitalisieren.“

„Der Inhalt der Inschriftensteine mag zwar in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht worden sein, doch fast niemand, der in der Nähe eines Inschriftensteins lebt, weiß, was auf ihm geschrieben steht und welchen Wert er hat“, so Udaya.

Und deshalb bringen die Spezialisten Ihre Mission nun auch in die Klassenzimmer.

„Wir führen Veranstaltungen in Schulen, Hochschulen und Nachbarschaftsversammlungen durch, bei denen wir die Menschen über diese Inschriften aufklären“, so Udaya. Er macht so deutlich, dass die Geschichte bereits aus der Vergangenheit zurückgeholt und in den Klassenzimmern von heute verbreitet und für die Zukunft sicher bewahrt wird.

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