3D-Scans von Keilschrifttafeln

Ein Werkstattbericht

Vortrag zum 26. DV-Treffen der Max-Planck-Institute am 24. September 2009

Von rechts nach links: Peter Damerow (MPIWG, CDLI), Sarah Köhler (Universität Jena, Hilprecht-Sammlung), Jörg Kantel (MPIWG), Christina Tsouparopoulou (CDLI – nicht im Bild).

CDLI: Cuneiform Digital Library Initiative.

• Weltweit gibt es ca. 500.000 Keilschrifttafeln.
• Liegen in Museen und Privatsammlungen weltweit verstreut.
• Zusammengehörende Tafeln sind vielfach auseinandergerissen.
• CDLI hat bisher ca. 50.000 Tafeln zweidimensional eingescannt.
• CDLI stellt eine Umgebung für die kollaborative Transkription, Transliteration, Übersetzung und Publikation zur Verfügung.

• Zweidimensionale Scans reichen oftmals nicht aus, um Beschädigungen oder Zeichen sicher zu erkennen.
• Wenn Assyrologen/Alt-Orientalisten mit Original-Tafeln arbeiten, versuchen sie, mit Hilfe verschiedener Beleuchtungen eine bessere Lesbarkeit zu erzielen.
• Bei 3D-Scans kann man diese Beleuchtung im Viewer setzen.

• Es kamen drei Produkte nach einer Evaluation in die engere Auswahl und wurden zu einem Test mit (Kopien von) Keilschrifttafeln eingeladen.
• Produkt A hatte eine zu geringe Auflösung und glättete gnadenlos (tödlich für Keilschrifttafeln).
• Produkt B konnte nicht wirklich mit den Farbinformationen umgehen (es wurde versucht ein Farbphoto nachträglich auf den Scan zu mappen).
• Lediglich der smartSCAN-3D-HE der Firma Breuckmann konnte alle Ansprüche erfüllen und wurde bestellt.

• Ist ein Streifenlichtscanner – kein Laserscanner.
• Speichert die Farbinformationen mit den Punkten der Scans.
• Löst sehr hoch auf – keine Glättung.
• Die Software ist sehr durchdacht – trotzdem ist die Lernkurve am Anfang sehr steil.

• Optischer Scanner auf einem stabilen Stativ mit 3 Objektiv-/Sensor-Sätzen
• Control-Unit
• Massiver Drehteller
• 2-Core Dell-Rechner mit Windows XP (mit der Breuckmann-Software verdongelt)
• Trotzdem eigentlich zu schwachbrüstig

… oder: Ein Hoch auf die Fischertechnik.

• Der Scanner speichert Bilddateien.
• Diese Bilddateien werden grob zusammengefügt (aligned).
• Dies erledigt man am Besten in einem Preview-Mode, der nur jedes 32. Pixel berücksichtigt.

• Bei normalen Tafeln reichen 6 Bilder von jeder Seite auf dem Drehteller und dann noch einmal je eine Aufnahme von der Vorder- und Rückseite (insgesamt 14 Bilder).
• Bei tiefen Löchern, Rissen etc. muß eventuell aus verschiedenen Blickwinkeln nachgesannt werden.

• Die Bilddateien und die Matrix-Dateien werden erneut geladen, diesmal in vollständiger Auflösung (ca. 5,5 Megapixel).
• Die einzelnen Bilder werden »gesäubert«.
• Dann werden die Meshes erzeugt und zu einem 3D-Modell berechnet.

• Man kann sehr viele Ausgabeformate wählen, darunter auch das offene PLY-Format (eine Weiterentwicklung von STL) und VRML.
• Zur Zeit ist PLY das Format unserer Wahl.

• Das Scannen (wie oben definiert, dauert bei »normalen« Tafeln etwa 20 Minuten.
• Müssen die Objekte aus mehreren Streifen zusammengesetzt werden, dauert es natürlich entsprechend länger – manchmal auch viel länger.

• Das Post-Processing dauert drei bis vier mal so lange wie das Scannen.
• Um den Scanrechner nicht mit dem Post-Processing zu blockieren, haben wir drei weitere Rechner incl. einer abgespeckten Version der Scan-Software bestellt, die in Berlin den gesamten Post-Processing-Prozeß durchführen sollen.

QuickTime VR

• Breuckmanns eigener Viewer
• MeshLab
• QuickTime VR
• Adobe Flash/PDF
• »Klassische« 6-Side-View

• Breuckmann arbeitet an einem eigenen Viewer (im Prinzip ebenfalls eine abgespeckte Version der Scan-Software).
• Ist hinreichend schnell auch bei großen Tafeln.
• Erlaubt ein sehr komfortables Setzen der Lichter.
• Breuckmann wird uns erlauben, diesen Viewer frei zu verteilen (frei wie Freibier).
• Breuckmanns Viewer läuft nur unter Windows.

• Open Source Viewer für Meshes.
• Läuft unter Windows, Linux und MacOS X.
• Ist sehr langsam bei den großen Meshes unserer Keilschrifttafeln.
• Nur eine Lichtquelle, die auch nur sehr unkomfortabel zu setzen ist.

• Beide Formate haben durchaus ihren Charme.
• Sind sicher als Preview von entsprechend kleingerechneten Scans geeignet.
• Aber von uns noch nicht ausreichend getestet.

• QuickTime VR ist hinreichend schnell (wenn die Daten lokal vorliegen).
• Verliert aber irgendwie die Farbinformationen.
• Licht?
• Wird von uns aber noch weiter getestet.

• Adobe PDF bietet die Möglichkeit, drehbare 3D-Elemente als Flash 3D einzubinden.
• Man kann natürlich auch direkt ein Flash-Film in eine Webseite einbinden.
• Ist bei unseren Keilschrifttafeln ebenfalls extrem langsam.
• Licht?
• Wird von uns aber noch weiter getestet.

(Für die Evaluierung von QuickTime VR und Flash/PDF bedanken wir uns bei Sebastian Schröder (MPIB).)

• Breuckmann hat für uns ein Makro programmiert, daß die »klassische« 6-Side-View der 2D-Scans nachahmt (Vorder- und Rückseite sowie die vier Schmalseiten).
• Für jeden Seite können dabei individuell die Lichter gesetzt werden.
• Das Ergebnis dieser Screenshots ist oft besser als die »klassischen« 2D-Scans.

Frontseite, im Original hochkant (1814x2995 Pixel, 5,4 Megapixel), wurde von mir auf die Seite gedreht.

Die Rollsiegel bei diesem Screenshot eines 3D-Scans sind sehr gut zu erkennen.

• Zur Zeit steht das Gerät in Jena in der Hilprecht-Sammlung.
• Mit über 3.000 Keilschrifttafeln ist dies die zweitgrößte Sammlung Deutschlands.
• Wir hoffen, mit der dort gewonnenen Erfahrung weitere Fortschritte mit dieser faszinierenden Technik machen zu können.
• Ansonsten vertrauen wir dem Fortschritt der Technik: Schnellere Rechner, bessere Viewer, schnellere Leitungen.

• Es ist möglich und auch sinnvoll, Keilschrifttafeln dreidimensional einzuscannen.
• Dreidimensionale Scans ermöglichen ganz neue Wege, mit Keilschrifttafeln zu arbeiten und die Ergebnisse dieser Forschungen zu publizieren.
• Momentan hat das Projekt noch den Status eines Piloten, doch die bisherigen Ergebnisse sind sehr vielversprechend.

• Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
• Wir planen für Mitte November (angedacht) ein Treffen aller MPI-Projekte, die sich mit 3D beschäftigen. Das Treffen soll dem Erfahrungsaustausch dienen. Interessenten bitte bei mir melden: kantel@mpiwg-berlin.mpg.de.
• URL: www.cognitiones.de/doku.php/3d-scans_von_keilschrifttafeln

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Kategorie: Arbeitsmaterial Computergraphik → 3D → 3D-Scanner