3D-Scans von Keilschrifttafeln - ein Zwischenbericht

Jörg Kantel und Peter Damerow, zusammen mit Sarah Köhler und Juliane Eule

1. Breuckmann-Anwenderforum für Kunst und Kultur, 28.10. bis 29.10.2010 im Senckenberg-Museum in Frankfurt/Main

Die Hilprecht-Sammlung in Jena besitzt über 3.000 Keilschrifttafeln und ist die zweitgrößte Sammlung ihrer Art in Deutschland.

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.

… 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.

• OptoView ist Breuckmanns eigener Viewer
• MeshLab
• »Klassische« 6-Side-View

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

Die Tafel HS 1073 ist ein mathematischer Text

Maximal sinnvolle Vergrößerung

Beleuchtung mit drei Lichtern

Die Tafel HS 1883 ist ein medizinischer Text

Tafeln dieser Größenordnung (.PLY-File: ca. 400 MB) treiben den Rechner an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit

• MeshLab ist ein Open Source Viewer für Meshes.
• Läuft unter Windows, Linux und MacOS X.
• Nur eine Lichtquelle, die ein wenig unkomfortabel zu setzen ist.
• Besitzt ein große Menge von Konvertierungs-, Filter- und Nachbearbeitungsmöglichkeiten

Noch einmal die mathematische Rafel HS 1073

HS 134 (mit Rollsiegel und Bemaßung)

Noch einmal die Tafel HS 1883, diesmal in MeshLab

HS 1883 vergrößert

• Breuckmann hat für uns ein Makro programmiert, das 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.

• Eine Website der Hilprecht-Sammlung wird zur Zeit erstellt
• Zur Zeit können wir nur die Fat-Cross-Darstellung und eine Downloadmöglichkeit der 3D-Daten als PLY- und VRML-Dateien anbieten
• Wir untersuchen die Möglichkeit, 3D-Thumbnails im Web zu präsentieren

Unser erster (ein wenig frustrierender) Anlauf:

• Adobes PDF
• QuickTime VR
• VRML

Adobe PDF 3D im Browser

• Sehr kleine Dateien: 160 MB VRML → 4 MB PDF
• Freie Viewer und Plugins für nahezu alle Betriebssysteme
• Rendert in Echtzeit, daher extrem langsam auf »kleineren« Maschinen
• Verliert die Farbinformation

• Mittlere Dateigröße: 160 MB VRML → 20 MB QuickTime Movie
• Kein echtes 3D, sondern nur vorberechnete Anischten
• Verliert ebenfalls die Farbinformationen
• Zukunft von QuickTime VR?

• FreeWRL ist ein Desktop Viewer für VRML/X3D für MacOS X und Linux
• Eine Windows Version ist schon seit Jahren angekündigt, aber bisher nicht verwirklicht
• FreeWRL war der Beweis, daß »unsere« VRML-Dateien die Farbinformationen nicht verloren hatten
• Ansonsten nur eher ein Notbehelf

Der neue HTML5-Standard bietet auch einige neue Möglichkeiten, 3D-Daten im Web zu präsentieren:

• WebGL basiert auf OpenGL und stellt 3D-Daten direkt im Bowser dar
• X3DDOM benutzt eine Teilmenge von X3D und stellt damit 3D-Daten im HTML5-Canvas dar
• XML3D ist eine direkte Erweiterung von HTML5 und bindet 3D-Daten direkt ein

Offene Fragen sind dabei (unter anderem):

• Wie groß können maximal die Datenmengen sein, daß eine (HTML5-) Darstellung im Browser noch sinnvoll ist?
• Wie bekommen wir unsere PLY-/VRML-Daten in die dazu benötigten Formate umgerechnet?

Das sind die nächsten Tests, die wir am MPIWG durchführen werden.

• Zur Zeit steht das Gerät in Jena in der Hilprecht-Sammlung.
• 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.

Das Team (von links nach rechts): Jörg Kantel, Sarah Köhler, Peter Damerow (nicht im Bild: Juliane Eule)

• Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

• URL: www.cognitiones.de/doku.php/3d-scans_von_keilschrifttafeln_-_ein_zwischenbericht
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Kategorie: Arbeitsmaterial Computergraphik → 3D → 3D-Scanner → smartSCAN-3D-HE

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