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Scannen mit einem optoTOP-HE-System
in Antalya Museum, Türkei

 

3D-Modellierung der Statue des “Weary Herakles”

Dieser Applikationsbericht beschreibt das Digitalisierungsprojekt der berühmten Statue des “Weary Herakles”, die im Archäologischen Museum von Antalya (Türkei) ausgestellt wird.

 

Projektdefinition

Um 330-320 v. Chr. schuf der griechische Meister Lysippos von Sikyon eine überlebensgroße (angeblich beinahe 3 m) Bronzestatue des griechischen Halbgotts Herakles. Die ausruhende Pose hat der Statue den Namen „Weary Herakles“ („müder Herakles“) eingebracht.

 

Eine ungewöhnliche Nachbildung aus Marmor wurde in zwei voneinander getrennten Teilen gefunden – und das in geographisch entgegengesetzten Regionen der Welt. Bis heute sind Zeit und genaue Umstände dieser Beschädigung nicht geklärt. Man geht davon aus, dass die Skulptur in der Hadrianischen oder Antoninischen (Römischen) Zeit gemeißelt wurde. 

 

Die obere Hälfte dieser Statue vom “Herakles Farnese-Typ” wurde in den frühen 1980er Jahren in den USA gefunden. Momentan wird sie im Boston Museum of Fine Arts ausgestellt. Die untere Hälfte wurde von Prof. Jale Inan an einer Ausgrabungsstelle in Perge (Antalya, Türkei) im Jahr 1980 entdeckt und steht – durch eine Fotografie der oberen Hälfte ergänzt – im Antalya Museum.

 

 

 

Da der obere und untere Teil bis heute geographisch voneinander getrennt sind, war es das Ziel des Scanning-Projekts, beide Teile der Statue digital zu erfassen und zu modellieren. Diese digitalen Modelle sollten dann im Computer zusammengefügt werden, um zumindest in dieser Form über eine komplette Statue zur Betrachtung, Einschätzung und Analyse zur zu verfügen. Mit Unterstützung der türkischen Behörden sowie dem Antalya Museum konnte die Projektgruppe die Arbeiten am unteren Teil vollständig durchführen. Der Zugang zum Boston Museum zur Digitalisierung des oberen Teils wurde jedoch abgelehnt – und bleibt dem Projekt bis heute verwehrt.

 

Messsystem

Die Digitalisierung des unteren Teils der Statue wurde im September 2005 im Archäologischen Museum Antalya durchgeführt. Für das Scan-Projekt kam ein Breuckmann optoTOP-HE zum Einsatz, ein hochauflösendes, topometrisches 3D-Weißlicht-Scannsystem (kodiertes, strukturiertes Licht), das freundlicherweise von InfoTRON Co. (Istanbul), Breuckmanns Vertriebspartner in der Türkei, zur Verfügung gestellt wurde.

 

Dieses Messsystem ermöglicht die dreidimensionale Digitalisierung von Kunstgegenständen und Gemälden mit sehr hoher Auflösung und Präzision. Optional können die Textur und/oder die Farbe des Gegenstands aufgenommen werden, wodurch 3D-Koordinaten und ihre entsprechenden Farbinformationen pixelgenau darstellbar sind.

 

Die Aufnahmezeit für einen Einzelscan beträgt etwa eine Sekunde mit einer 1,4 Mpixel-Kamera. Die verschiedenen Scans können mit Hilfe der 3D-Geometrie des digitalisierten Objekts direkt miteinander abgeglichen werden, ohne dass zusätzliche Marker angebracht werden müssen.

 

Um das beste hochauflösende Ergebnis für den unteren Statuenteil zu erhalten, wurde ein Sensor mit einer 1,4 Mpixel-Kamera und einem Gesichtsfeld von ca. 489 x 360 mm gewählt. Dadurch ergab sich eine laterale Auflösung von etwa 360 µm und eine Tiefen-Auflösung von ungefähr 20 µm.

 

Die aufgenommenen 3D-Daten werden mit der Breuckmann-Software OPTOCAT in schattierter Form visualisiert (optional mit überlappender Textur oder Farbinformation) und in Standard-Dateiformaten wie STL oder PLY abgespeichert.

 

Ergebnis

Aktive Sensoren, wie z.B. Laserscanner oder Systeme mit strukturiertem Licht, werden für zahlreiche Aufgaben in der dreidimensionalen Objekt-Rekonstruierung verwendet, wobei 3D-Dokumentation von Gegenständen des Kulturerbes zunehmend an Bedeutung gewinnt. Das aktive Abtasten durch Systeme mit strukturiertem Licht ist eine ausgereifte Technologie, die eine hochauflösende Dokumentation von Kulturgütern ermöglicht.

 

Die vom System erstellte Punktwolke der Statue ist von hoher Qualität. Die Verarbeitungsergebnisse mit einem Genauigkeitsgrad von etwa 50 µm entsprachen vollkommen den Anforderungen/Vorgaben an die Systemleistung. Eine sehr aktive Mitwirkung des Benutzers ist in den Bearbeitungs-schritten des Projekts erforderlich, vor allem beim Befüllen von verbliebenen Datenlücken. Diese entstehen durch die komplexe Geometrie des Messobjekts und dadurch entstehende, für Scanner-„Augen“ unzugängliche Bereiche.

 

Verschiedene Softwarepakete, von denen jedes seine eigenen Funktionen und Vorteile bietet, wurden zur Durchführung der Modellierungsschritte verwendet. Ein integriertes Softwarepaket, das alle Applikationen für eine qualitativ hochwertige, automatische Bearbeitung bereitstellt, steht bislang nicht zur Verfügung.

 

 

 

Bilder

Das Projektteam
Auswertung Rückseite
Scanvorgang
Auswertung Seitenansicht
3D-Digitalisierung vor Ort