In vier Schritten zum 3D-Modell!

Mit der photogrammetrischen 3D-Erfassung können archäologische Objekte digital dokumentiert werden. Dabei entstehen 3D-Modelle, die für Forschung, Restaurierung, Lehre und Museumsarbeit genutzt werden können. Die theoretischen Grundlagen der Photogrammetrie stammen aus dem 19. Jahrhundert und wurden ursprünglich für Vermessung und Kartografie entwickelt. Seit den frühen 2000er-Jahren wird diese Methode verstärkt in der Archäologie eingesetzt und kommt heute bei den meisten Grabungen und archäologischen Forschungsprojekten zum Einsatz.

Die Erstellung von 3D-Modellen ist mit einem hohen zeitlichen und technischen Aufwand verbunden. Gute Ergebnisse hängen stark von der Qualität der Fotos, der Beleuchtung und der Rechenleistung des Computers ab. Zudem können feine Details oder schwer zugängliche Bereiche nicht immer vollständig erfasst werden.

1. Setup

Was du brauchst: einen Laptop mit Agisoft Metashape, eine Kamera, ein Stativ, eine Fotobox mit gleichmäßiger Beleuchtung und einen Drehteller. Stelle das zu dokumentierende Objekt auf einen Drehteller mit kontrastreichem Hintergrund in die Fotobox. Sorge für gleichmäßiges Licht ohne harte Schatten oder Reflexionen. Stelle deine Kamera, am besten auf einem Stativ, vor die Fotobox.

Tipp: Eine Drehscheibe mit unregelmäßigen Mustern hilft dem Programm später, die Fotos zu alignen.

2. Fotografieren

Fotografiere das Gefäß auf dem Drehteller in Abständen von etwa 10–15 Grad. Halte dabei die Kamera auf gleicher Höhe und im gleichen Abstand. Das Objekt selbst darf während des Fotografierens nicht bewegt werden, ebenso sollte der Zoom der Kamera unverändert bleiben. Wiederhole diesen Vorgang aus einer höheren und aus einer niedrigeren Perspektive. Achte darauf, dass sich jedes Bild deutlich mit den vorherigen überlappt (mindestens 60–70 %).

Für die Erstellung eines vollständigen 3D-Modells benötigst du zwei Bildserien. Eine Bildserie dokumentiert die obere Seite des Gefäßes ("top"), die zweite die Unterseite ("bottom"). Diese beiden Modelle werden später miteinander zusammengefügt. Wichtig ist, dass sich die Fotos beider Bildserien überlappen.

3. Bearbeitung in Agisoft Metashape

Die aufgenommenen Fotos bearbeitest du in einem Programm wie Agisoft Metashape weiter. Dabei folgst du dem vorgegebenen Workflow der Software: Du importierst die Fotos und richtest sie aus (Alignment), um ihre Position im Raum zu berechnen. Auf dieser Grundlage berechnet das Programm für jedes Modell Punktwolken, aus denen anschließend eine dichte Punktwolke (Dense Cloud) und ein 3D-Mesh erstellt werden. Überschüssige Flächen wie Drehteller oder Hintergrund entfernst du hierbei.

4. Zusammenfügen der Ober- und Unterseite

Die beiden Modelle der Ober- und Unterseite führst du nun zusammen. Dafür nutzt du ein Point-based Alignment, bei dem die Modelle anhand gemeinsamer Punkte zueinander ausgerichtet werden. Anschließend werden die beiden Modelle zu einem vollständigen 3D-Modell zusammengefügt. Abschließend berechnest du mit Hilfe des Programms die Textur. Nun kannst du das komplette Gefäßmodell exportieren und weiterverwenden!

Interesse am 3D-Modellieren?

Ein anschauliches Tutorial zur photogrammetrischen Aufnahme archäologischer Objekte bietet das Deutsche Archäologische Institut (DAI) auf YouTube.