Es gibt keine allgemein gültige Definition für den Begriff (3D-)Digitalisierung. Bei Zedikum bezieht sich die dreidimensionale Digitalisierung immer auf die Schaffung eines exakten, dreidimensionalen, digitalen Abbilds von einem analogen Objekt. Das Endergebnis ist ein Digitalisat. Auf dem Weg dahin entwickeln sich verschiedene Derivate die durch unterschiedliche Fragestellungen und Anforderungen an das analoge und/oder digitale Objekt entstehen. Wird ein fiktives Objekt oder eine künstlerische Umgebung im virtuellen Raum erschaffen, spricht man von Modellierung oder Konstruktion und dem digital born object. Wird ein Digitalisat oder eine 3D-Modellierung anhand profunder, zusätzlicher Quellen ergänzt (Literatur, Bildquellen, Funde, Befunde, …) spricht man von Rekonstruktion.
Methoden
Streifenlichtscan
Das stereoskopische Scanverfahren mit einem Lichtprojektor (Structured Light Scanning) hat sich besonders im Bereich der Erfassung archäologischer Objekte durchgesetzt. Mit dem Streifenlichtscanner der Firma Aicon wird die Objektoberfläche mit einer Genauigkeit von bis zu 8 µm und einer Auflösung von bis zu 20 µm aufgenommen. Ein mit Weißlicht auf das Objekt projiziertes Streifenmuster ermöglicht anhand verschiedener optischer und trigonometrischer Algorithmen die hochgenaue Berechnung der Geometrie. Zusätzlich wird die Textur mit den beiden 8 MP Farbkameras erfasst. Durch diese Kombination entstehen nahezu realistische Abbilder der Objekte. Die hohe Auflösung macht auch kleinste Strukturen sichtbar, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind und ermöglicht die berührungslose Untersuchung und Modellierung der Artefakte. Durch die Flexibilität des Systems können Objekte von Zentimetergröße bis Metergröße hochgenau erfasst werden.
structure from motion
Doch auch das Streifenlichtscanverfahren hat seine Grenzen. Reflektierende, absorbierende und transluzente Oberflächen sind, wenn überhaupt, nur schwierig zu erfassen. Hierfür müssen alternative Methoden eingesetzt werden, beispielsweise durch ein photogrammetrisches Verfahren (Structure from Motion – SfM). Das Aufnahmeverfahren nutzt die Mehrbildphotogrammetrie. Dafür wird das Objekt mit sich stark überlappenden Digitalfotos erfasst. Unterschiedliche, spezialisierte photogrammetrische Algorithmen errechnen die Aufnahmeposition der Bilder und daraus wiederum die 3D Koordinaten der Objektoberfläche. Die Auflösung ist bei diesem Verfahren nicht exakt bestimmbar. Durch die Verwendung hochauflösender Nahbereichsbilder und kalibrierter Festbrennweitenobjektive kann jedoch eine Auflösungs- und Genauigkeitssteigerung erreicht werden. Dieses Verfahren basiert auf der Aufnahme von Digitalbildern, ist dadurch kostengünstig und einfach umzusetzen und minimiert aufgrund indirekter Lichtquellen die Reflexion der Objekte. Damit ermöglicht die Kombination beider Verfahren eine vollständige Digitalisierung besonders von schwierig zu bearbeitenden Objekten mit unterschiedlichen Oberflächenmaterielien.
