Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

Entwicklung einer Web-Applikation zur Publikation und Analyse der 3D-Daten des Palastbrunnens zu Qatna

Zur Publikation und Unterstützung der archäologischen Interpretation sollte 2016 eine plattformunabhängige Applikation entwickelt werden mit dessen Hilfe die unterschiedlichen 3D-Daten (TLS, Photogrammetrie, CAD-Konstruktionen) des Palastbrunnens über das Internet mit verschiedenen Analysewerkzeugen zur Verfügung gestellt werden.
Motivation und Ziele: 

Während der Arbeiten einer archäologischen Grabungskampagne der Universität Tübingen stieß man auf einen 3000 Jahre alten Brunnen. Dieser beinhaltet eine Fülle von intakten und verstürzten Holzbalken, die auf Basis moderner Vermessung- und Auswertetechniken dokumentiert wurden. Während der Aufbereitung der 3D Daten zwischen 2011 und 2015 wurde sich nicht ausschließlich auf den Holzbalkenverstürz beschränkt, sondern auch weitere Elemente der Brunnenstrategraphie einbezogen, die durch eine dreidimensionale Betrachtung und Analyse zur archäologischen Interpretationen beitragen können. Zur Publikation und Unterstützung der Interpretation sollte 2016 eine plattformunabhängige Applikation entwickelt werden mit dessen Hilfe die unterschiedlichen 3D-Daten über das Internet mit verschiedenen Analysewerkzeugen zur Verfügung gestellt werden.

Aktivitäten: 

Für eine flexiblere Herangehensweise zur Bereitstellung und Analyse der gesamten 3D-Daten des Brunnenprojektes (darunter Holzversturz, Wandmalerei, Treppenstufen, Architektur) wurde eine web-basierte Applikation entwickelt, die ohne eine weitere Installation spezieller Software auskommt. Ziel war es große 3D-Daten aus Laserscanning und Photogrammetrie mit Hilfe eines Web-Servers zur Verfügung zu stellen, wobei die 3D-Daten clientseitig mittels eines in der Webseite integriertem 3D-Viewers betrachtet und analysiert werden können. Das heißt die Web-Applikation erlaubt eine interaktive Visualisierung von 3D-Modellen direkt in einer Standard Web-Seite über einen gängigen Internetbrowser wie Chrome, Firefox, Internet Explorer oder Safari ohne die Installation weiterer Plugins. Dieser Umstand erlaubt eine Plattformunabhängigkeit, wodurch die Web-Applikation unter verschiedenen Systemen wie Windows, Apple oder Android verwendet werden kann. Das erlaubt einen einfachen Zugriff aller Projektbeteiligten auf den gesamten 3D-Datensatz über das Internet ohne die großen Datensätze separat auf den Client zu speichern. Funktionen und Werkzeuge die mit dem 3D-Viewer zur Verfügung gestellt werden sind zum einen Elemente zur unterschiedlichen Darstellung der 3D-Daten und zum anderen Werkzeuge zur Unterstützung von Analysen. Die Web-Applikation beruht auf einer Open-Source Software Bibliothek für die Entwicklung interaktiver Web-Präsentationen auf Basis hochaufgelöster 3D-Modelle, wobei sich dieses Framework speziell auf Daten aus dem Feld des kulturellen Erbes orientiert. Dieses Framework nennt sich 3D Heritage Online Presenter (3DHOP) und basiert grundlegend auf der WebGL-Technologie.

Ergebnisse: 

Elemente zur unterschiedlichen Darstellung sind im Einzelnen:

a. Ă„nderung der Beleuchtungsquelle:
Bei diesem Werkzeug ist es möglich über die dreidimensionale Platzierung der Lichtquelle den Schattenwurf der 3D-Geometrie zu ändern, wodurch archäologisch/bauforscherisch relevante Sachverhalte unterschiedlich visualisiert werden können (Abbildung 1).

b. Transparents-Modus
Hierbei ist es möglich die Brunnenoberfläche in einen teiltransparenten Zustand zu versetzten, damit eine seitliche Ansicht auf den Holz- und Wandmalereiversturz oder den ursprünglichen Treppenverlauf ermöglicht wird (Abbildung 2).

c. Wechsel zwischen perspektiver und orthogonaler Kameraansicht

Elemente zur UnterstĂĽtzung von Analyse und Dokumentation sind im Einzelnen (siehe Abbildung 3):

  • Streckenmessfunktion zwischen zwei Punkten im 3D
  • Abgreifen einer 3D-Koordinate
  • Erzeugung von Schnittprofilen in den Koordinatenachsen des Grabungkoordinatensystems

Des Weiteren sind zusätzlich zu den aufgelisteten Funktionalitäten, Möglichkeiten zur separierten Darstellung von Teilelementen des Holzversturzes geschaffen wurden. Diese lehnen sich an der Definition des archäologischen Holzkataloges an, wo zum einen eine Clusterisierung der einzelnen Holzinstallationen (Einzelteile mit entsprechender ID) umgesetzt und zum anderen eine Einteilung des Gesamtversturzes in Layer und Grid vorgenommen wurde. Diese beiden Möglichkeiten sind auf die Web-Applikation übertragen wurden, so dass eine interaktive Nutzung von Cluster, Layer und Gridelementen ermöglicht wird. Dabei können einzelne Cluster, Holzinstallationen oder Layer im 3D ein- und ausgeblendet werden, wobei alle zuvor vorgestellten Werkzeuge, wie z.B. die Messfunktion, Anwendung finden können. Auch die Verknüpfung mit Sachinformationen zu den einzelnen Installationen oder Clustern ist in Form von Links zu entsprechenden PDF Daten, die aus dem Holzkatalog stammen, ermöglicht wurden, wodurch verschiedene Analysen durchgeführt oder Sachverhalte verdeutlicht werden können (siehe Abbildung 4 und 5). 

Eckdaten

Zeitraum:     01.01.2016 - 31.12.2016
Beteiligte Personen:
  • – Prof. Peter Pfälzner (Uni TĂĽbingen)
  • – Francesco Leprai M. A. (Uni TĂĽbingen)
Kooperation:
  • – Universität TĂĽbingen, Altorientalisches Seminar
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