AG-Treffen 2023/07/12: bavarikon 3D

AG3D interaktives Protokoll • https://ag3d.org/ 2023/07/12, 10:00 Uhr

Offene Runde

Ausblick: Sammlungstagung Bonn, 5.-7.10. 2023: Poster, Workshop der AG3D, vgl. https://wissenschaftliche-sammlungen.de/de/nachrichten/aktuelles/call-papers-14-sammlungstagung-sammlungen-bewegung, https://gesellschaft-universitaetssammlungen.de/tagungen/

Rückblick: 4Culture Barcamp 2023, 5.7.2023: 3D-Forschungsdaten für das materielle Kulturerbe https://nfdi4culture.de/de/veranstaltungen/4culture-barcamp-2023-3d-forschungsdaten-fuer-das-materielle-kulturerbe.html

Werkstattbericht

Felix Horn: bavarikon 3D

3D-Digitalisierung von Kunst

Bücher
Globen
Münzen
Skulpturen
Möbel
Arch. Artefakte
Waffen
Textilien
Schmuck
Messinstrumente
Historische Räume

Scanner

3D-Scanner

Streifenlichtscanner

Texturkamera + Triangulation Objekte bis Lebensgröße Genauere Messung

Laserscanner

Farbkamera + Punktwolke Weniger exakte Messung -> für größere Räume etc.

Artec Streifenlicht-Desktop-Scanner

Hohe Genauigkeit der Messung Streifenprojektion mit blauem Licht Texturierung okay

Handscanner

Keine Kamera integriert (...)

Workflow

Vorbereitung, Transport, Aufbau
3D Scan (SfM)
Postprocessing (Modell und Farbe)
Postprocessing (auf Viewer und Nutzung angepasstes, reduziertes Modell)

Vorteile

kurze Ladezeiten
auch auf mobilen Geräten nutzbar
gutes Verhältnis von Datengröße und Darstellungsqualität

Nachteile

Verlust von Details

(...)

Archivierung

Klassifizierung der Objekte in "leicht/mittel/schwer"

Probleme (Werke, die nicht 3D-vermessen werden): Transparenz, Glanz, bewegliche Teile, leicht verformbare Objekte

Objekte am besten nicht reinigen / polieren vor der Erfassung

Klassifizierungskriterien: Geometrie, Glanz, Größe, Formstabilität (siehe Beispiel auf Folie)

Erfassung

Streifenlichtvermessung

bei kleineren Objekten: Drehteller & kalibrierter Scanner bei größeren Objekten: Scanner um das Werk bewegen

Beleuchtung

mehrere Lichtquellen für gleichmäßige Beleuchtung indirekte Beleuchtung / diffuses Licht Nutzung von Flächen LEDs (...)

Fallbeispiel: Hutagraffe

Herausfordernde Objektmaterialien: Goldschmiedearbeit mit Edelsteinen und Grubenemail

Artec Micro (blaues Licht)

automatische Bewegung & Erfassung des Objektes Wäre wünschenswert: Bewegungsgeschwindigkeit verändern, sodass das Objekt nicht Gefahr läuft, aus der Halterung zu fallen

Probleme

Glanz und Transparenzen Edelsteine könnten nachbearbeitet werden, dann aber keine Vermessung mehr, sondern "freie Arbeit" bzw. Modellierung

3D Modell: Morphologische Erfassung
Dann Texture Mapping
Herausforderung: Edelsteine reflektieren je nach Aufnahmewinkel unterschiedlich

Reduktion der Größe

Minderung der Polygone -> Krümmungen werden weniger genau beschrieben Details gehen verloren manuelle Reduktion via Photoshop o.ä. ist aufwändiger, aber hilft bei eventuellen späteren Retuschierungen

Normal Map (Texturbild)

Simuliert Geometrie auf Texturbasis Normal Map wird von hochauflösendem Modell erstellt und auf niedrigauflösendes projiziert + Glanzsteuerungsmap

bavarikon 3D

Lichtquelle veränderbar
Geometrie liegt in .json und .obj vor
Texturen: color/normal/gloss als 2k/4k/8k (.jpeg) (Entwicklung auf Basis von Babylon.js: https://www.babylonjs.com/)
Fallback-Bilder -> falls WebGL im Browser nicht angezeigt werden kann

Modell wird mit Metadaten angereichert

Aktuell

Texturdaten sollen umformuliert werden (Nutzung von anderen Maps - physically based rendering)
Perspektivisch: Eventuelle Nutzung vom Smithsonian Viewer https://3d.si.edu/ (interessante Möglichkeiten)

Laserscanner

3D-Vermessung von Räumen
Lutherstube

Probleme: Lichtverhältnisse haben sich während Aufnahme geändert Farbtemeperatur & Intensität ändern sich Lösung: 2,5 D: Panorama

Fragerunde

Robert: Lutherstube -> eigentlich kommt es auch auf den Nutzungszweck an Felix: Sehgewohnheiten "verwöhnen" unseren Blick

Lucie: Perspektive aus der Archäologie: Scheu vor Nachmodellierung / Einfärbungen. Wird das Kenntlich gemacht? Felix: Wird nicht kontextualisiert, aber absichtlich gleichmäßige Farbe gewählt, die zeigt, dass es eine nachträglich eingefärbte Fläche ist. Bei einem Viewer mit Annotationen wäre das Möglich.

Nina: Wer ist die Zielgruppe? Felix: Interne Diskussionen, nicht ganz klar. Für die Wissenschaft sind die reduzierten Modelle nicht detailgetreu genug. Nina nutzt bavarikon, im 3D Bereich ansehnlich, aber für die Forschung nicht gut nutzbar. Wichtig ist aber auch, der breiteren Gesellschaft Zugang zu den Objekten zu gewähren (zumindes visuell via 3D Modell)

Patrick: Anmerkung zu Fehlstellen: Könnte man es deutlicher zeigen mit Fehl- oder komplimentär Farben – oft auch Weiß-Grau? Schön wäre wenn man die Fehlstellen in der Farbgebung ein- und ausblenden könnte. Felix: Technische Machbarkeit ist teils schwierig

Patrick: Annotationen? Felix: Perspektivische Nutzung des Smithsonian Viewers, der das schon implementiert hat. Darauf würde zurück gegriffen werden.

Patrick: IIIF 3D? Felix: Bin ich dabei https://iiif.io/community/groups/3d/

Birgit: Verschiedene Möglichkeiten zum Erfassen, alle haben eigene Software. Nutzt ihr auch andere Software? Felix: Software ist oft schwierig aufgebaut, alle unterschiedlich, Schulungen werden benötigt. Möglichst Open Source. 3D Systems, Geomagic Wrap (https://de.3dsystems.com/software), zur Nachbearbeitung von großen Scandaten Meshroom, open source (Leistungsfähigkeit steht anderen Programmen aber nach, https://alicevision.org/#meshroom), Autodesk Mudbox wird häufig genutzt, Fehlstellen können damit gut nachbearbeitet werden (besser als in Geomagic, https://de.wikipedia.org/wiki/Mudbox / https://www.autodesk.de/products/mudbox/overview?term=1-YEAR&tab=subscription ) Photoshop wird häufig genutzt, Alternative wäre Gimp. Meshlab (https://www.meshlab.net/)ist unhandlich, aber Open Source. 3D Coat: 3D Painting, Modelling, UVWs, Retopologisierung https://3dcoat.com/de/ Adobe Substance 3D Painter: https://www.adobe.com/products/substance3d-painter.html

Adobe Substance 3D Designer: https://www.adobe.com/de/products/substance3d-designer.html

Anna: Gloss Maps muss das in einem speziellen Programm gemacht werden? Wie ist der Prozess? Felix: Glanz Map (specular map) entsteht idR auf Grundlage der Farb-Textur. Gloss Map ist ein Graustufen-Bild. Glanz: Weiß, kein Glanz: Schwarz -> Graustufenbild (mit Bildbearbeitungsprogramm) Möglichkeiten für Glanz und Highlights (PBR) physically based rendering: Glanz wird gesteuert über Oberflächenstruktur: rau = matt, glatt = glänzend -> substance painter baut darauf auf 3D Viewer mit PBR (Physical Based Rendering) kann z.B. Roughness und Metallness Map darstellen, Glanz Map (neben Normal Map und Diffuse Map) als Möglichkeit, in einem Non-PB-Renderer diese Informationen darzustellen

Sonstiges

Nächste Termine:

09.08.2023 10:00 Uhr - Louise Tharandt: 3DHOP

13.09.2023 10:00 Uhr - Dorothe Zimmermann, Roberta Spano: 3D-Digitalisierung an der ETH-Bibliothek

??.10.2023 10:00 Uhr - Ferdinand Maiwald: Colmap und Meshroom

Chat

Kai-Christian Bruhn (@kaischi) stelle die folgende vier Thesen in seinem Impulsvortrags zum 4CULTURE BARCAMP 2023 – 3D-FORSCHUNGSDATEN FÜR DAS MATERIELLE KULTURERBE. These 1: "Jedes Objekt des materiellen Kulturerbes ist dreidimensional" These 2: "Alle Erfassungstechnologien sind im Bezug auf die Aspekte Qualität und Potential ausreichend erschlossen." These 3: “Standardisierte Workflows existieren und auch Rahmenwerke für deren Beschreibung stehen zur Verfügung.” These 4: "Die Analyse von 3D-Daten is derzeit multidisziplinär organisiert. Niemand hat einen Überblick"