AG-Treffen 2021/01/20: Geowissenschaftliche Sammlungen, Martin-Luther-Universität Halle
Protokoll 2021-01-20 Inhaltsverzeichnis
Wiki / Kontakt 2 Mitgliederliste Sammlung von Veranstaltungen 3D-Objekte im Wiki Allgemeines – offene Runde 3 Werkstattbericht: Maximilian Albrecht 3 Zur Person & zum Projekt Verfahren: Laserscan Verfahren: Photogrammetrie Digitalisierungsprozess eines großen Objektes Verfahren / Equipment: HP Sprout GP 2 Workflow & Nutzen Diskussion 6 Hohlräume HP Sprout Ausrichtung des manuellen Drehtischs + Stativs Skalen von Agisoft Kamera & Einstellungen 3D in PDF – Format mit Zukunft? Angebote für Rechnerleistungen Schluss 8 Mögliche Taskforces Ausblick: Nächste Sitzung
Begrüßung Programmvorstellung
Wiki + Kontakt
https://ag3d.org
Startseite https://ag3d.org/index.php/Startseite Kalender https://ag3d.org/index.php/Kalender Termine einreichen unter kontakt@ag3d.org Mitgliederliste https://ag3d.org/index.php/Mitgliederliste
Wir dokumentieren auch vergangene Veranstaltungen, eigene wie andere Welche Informationen werden wir dort sammeln? Weitere inhaltliche Vorschläge / Wünsche? Veranstaltungen im Kalender: Termine mit Bezug zu 3D
Mitgliederliste - Plenum Kommentare Emailadressen Problem: Spam über Institute sind Emailadressen auch sichtbar Link zu Institution (Email) als Lösung Profil: vierte Spalten mit Projektnamen, Schlagwörter mit Hintergrund Verlinkung Google Spread Sheet – 1:1 übernehmen oder als PDF → nur eine Stelle ist gewünscht, allerdings erfüllen beide Listen unterschiedliche Zwecke Was ist sichtbar: vielleicht Liste nur für Mitglieder sichtbar?
Sammlung von Veranstaltungen Beschränkung auf deutschsprachige Veranstaltungen? Können alle interessanten Veranstaltungen eintragen Zumeist: Deutsch und Englisch
Einstellung 3D-Objekte in Wiki Media-Wiki PlugIn (eventuell eigenes entwickeln) Hat jemand schon einmal damit gearbeitet? → Gerne Kontakt mit Martin Weitere Informationen in der nächsten Sitzung
Allgemeines – offene Runde
Ilja: Ankündigung - Juni in Freiberg - Workshop Digitalisierung in den Geowissenschaften, 09.-11. Juni 2021
Werkstattbericht: Maximilian Albrecht
Dieser wurde aufgezeichnet und steht in naher Zukunft als Video zur Verfügung.
Zur Person & zum Projekt
Sammlungsverwalter der Geowissenschaftlichen Sammlungen, Martin-Luther-Universität Halle Projekt gestartet von Dr. Norbert Hauschke und Prof. Dr. Wolfgang Gossel mit Lars Schimpf und Silvia Isaak Nutzen: keine rein wissenschaftlichen Objekte, eher soll ein Katalogcharakter bedient werden
Verfahren: Laserscan
Erster Laserscanner: Eigenbau + teils eigene Software von Lars Schimpf Problem: Textur
Vorgehensweise: einzelne Scans wurden per Hand zusammengesetzt / Textur drüber gelegt Meshlab: Formatumwandlung (.obj nach .u3d) zur Verwendung als PDF Problem: Objekt wurde hierbei in Polygone „aufgelöst”
Beleuchtung keine Schatten sollten geworfen werden, da die Textur sonst fleckig werden kann
Zeitaufwand damals: ca. 2 Tage (inklusive Erstellung von PDF mit Messfunktion) Zeitaufwand problematisch neue Technik / schnellere Verarbeitungszeit wurde gesucht Photogrammetrie wurde als Lösung angegangen
Verfahren: Photogrammetrie
2016 eingeführt anwendbar für mittelgroße Objekte
Drehtisch low - no budget selbstgebaut aus Drehstuhl + Holzplatte alle 10° eine Markierung für Aufnahmen manuell zu nutzen musste mehrfach modifiziert werden erst: mattschwarz lackiert, durch Erfahrungswerte inzwischen mit reflektionsarmem blauen Stoff bezogen (Bluescreen)
Vorgehensweise Ober & Unterseite wurden digitalisiert Problem: Ober- & Unterseite konnten mit Agisoft schlecht zusammengesetzt werden – besonders bei flachen Objekten → Erfassung von Kanten bei flachen Objekten problematisch
Hintergrund Versuch mit Stoff einheitlichen Hintergrund zu generieren Problem: Faltenwurf / unebene Flächen → Hintergrund musste manuell ausgeschnitten werden (bis zu 140 Bilder) Blue-/ Greenscreen Problem Farbigkeit des Hintergrundes kann auf Objekt übertragen werden Greenscreen: starke Farbabgabe an das Objekt Bluescreen nur leichte Farbabgabe an das Objekt
Objektbasierte Probleme Hohlräume Je nach Hohlraumgröße gestaltet sich die Erfassung als schwierig Kamera ist zu groß für nähere Aufnahmen bei schmalen Hohlräumen Welche Lösungen kann es hier geben? (→ Diskussion im Plenum)
Dunkle (reflektierende) Oberflächen sowohl für Laserscan als auch für Photogrammetrie herausfordernd Lösung: Mit Spray (Cyclododecan) erst das Objekt aufnehmen, dann Textur darüber gelegt Problem: mögliche konservatorische Hindernisse Sehr große Objekte Große Datenmengen → können hinsichtlich des Zeitaufwandes im Zusammenhang mit der erforderlichen Rechenleistung problematisch sein
Beispiel für den Digitalisierungsprozess eines großen Objektes
Zum Objekt Realobjekt: 4 m x 1,5 m Keine Möglichkeit des An-/Abhebens des Objektes Relief wurde dreidimensional erfasst
Vorgehensweise 24 Megapixel Kamera Aufnahmen aus der Höhe von einem Baugerüst aus Objekt wurde in Abschnitte aufgeteilt, welche aus bestimmten Winkeln fotografiert wurden anschließend wurden die Aufnahmen zusammengeführt
Effizienz-Entscheidungen Wahl der niedrigsten Qualitätsstufe im Programm (trotz hochauflösender Bilder) Zeit: 2 Tage für die Verarbeitung der Daten mit mittlerer Qualitätsstufe hätte der Prozess einen Monat gedauert Problem: Rechenleistung!
Verfahren / Equipment: HP Sprout GP 2
Vorteil Capture Methode: Objekt kann per Hand bewegt werden (haltend) Echtzeiterfassung (Wiedergabe auf dem Monitor) Problem: Finger kann mit digitalisiert werden Anschließend wird die Textur darüber gelegt Zeit: insgesamt ca. 10-15 Minuten bis zur Fertigstellung des digitalen 3D-Modells
Photogrammetrie vs. Capture
Photogrammetrie: detailreicher
Capture: nicht für wissenschaftliche Objekte und auch nicht für kataloghafte Darstellung nutzbar, weil extrem abgerundet & detailarm
Durch Umwandeln mit Meshlab: auch hier Probleme mit Triangeln/ Polygonen in der Darstellung im PDF
Capture als Streifenlichtscan ähnlich dem 3D-Laserscan: Problem: Testversion nicht speicherbar richtige Version: Kostenpunkt 5000 Euro Capture zeigt rötliche Verfärbung
Workflow & Nutzen
Zeit: 1-2h Arbeitszeit bei der Erstellung des Modells Nutzen: keine rein wissenschaftlichen Objekte, eher Katalogcharakter Möglichkeiten: Größe wird bestimmt, Maßstab im PDF angezeigt
Diskussion
Maik: Hohlräume Kombination von Scantechniken Vorschlag: Artec Spider Maximilian: Softwareproblem bei Kombination von Scanverfahren Idee: Endoskop Problem: zwei verschiedene Kameras verschiedene Auflösungen Anschaffung Maria: Endoskop für Hohlräume als Erweiterung der Photogrammetrie gut möglich - im Gyrolog-Projekt ausprobiert, einige Probleme und praktische Lösungen
Maik: HP Sprout zwei Scanmethoden sind möglich Software Scan 5 (inzwischen) Vollversion mit Speichern Maximilian: Im Projekt wird jetzt vorrangig Photogrammetrie genutzt
Patrick: Welche Hilfsmittel zur genauen Ausrichtung des manuellen Drehtischs und des Stativs wurden genutzt?
Maximilian: Winkelmesser am Stativ anbaubar
Markierungen an den genauen Stellen
Kamerakippwinkel & Höhe wurden markiert
Gegengewichte kann man sich bauen lassen/ selbst bauen
Werkzeuge müssen teils angepasst gebaut werden, um den Workflow zu präzisieren
Ilja: Nutzung von Skalen von Agisoft? Maximilian: Maßstäbe erfolgen erst bei der Erstellung des PDFs Messeinheiten am echten Objekt werden auf 3D-Modell übertragen es wird manuell nachskaliert, aber auch Agisoftkalibrierung / Skalen werden teils genutzt Vorgehensweise: möglichst gerade Fläche wird am am Realobjekt gemessen und übertragen Marleen: Prüfung der manuellen Kalibrierung? Problem: 2D Strecke & 3D-Modell Verschiebung von Dimensionen Fazit: 3D-Messung sollte mehr als eine Strecke umfassen, um adäquat abgebildet zu werden. Das ist wichtig bei hochauflösenden wissenschaftlichen Modellen, weniger bei katalogartiger Darstellung.
Erika: Equipment: Kamera & Einstellungen (Makrobereich) Maximilian: 8,12,20 Megapixel (12 & 20 Canon Digitalkameras, keine analogen Modelle) verschiedene Objekte mit variierenden Kameraeinstellungen fotografiert Anpassungen der Einstellungen an Beleuchtungen / Bluescreen etc.
Martin: 3D in PDF: Erfahrungen, Nutzung, Format mit Zukunft? Maximilian: ursprünglicher Gedanke: Datei in Datenbank einpflegen, damit Nutzer:innen diese downloaden können zur Übersicht PDF weil: universal nutzbares Format → am wahrscheinlichsten, dass größere Mengen dieses konsumieren können Komprimierung lässt sich gut realisieren mit PDF (10MB) Messfunktion möglich 3D-Funktion muss bei Acrobat (Adobe) aktiviert werden
Martin & Robert: Gibt es an Universitäten Angebote für Rechnerleistungen? Sollte es das geben? Was gibt es an Institutionen?
Maximilian: vorhanden: 8GB / 12GB RAM + Sprout
Maik: ist die Frage ob Software (z.B: Agisoft) das überhaupt unterstützt
Maria: Uni Stuttgart bietet Rechenleistungen für Forschungsprojekte/ Abschlussarbeiten an
Martin: Gibt es temporäre Möglichkeiten zur Nutzung von Rechenleistung?
Maximilian: Keine Kenntnis von derartigen Angeboten → scheinbar aber möglich
Problem: Kommunikation / Transparenz (nicht nur für Projekte, sondern auch für Absolvierende von Abschlussarbeiten)
Maximilian: Je nach Objektgröße ist eine hohe Rechenleistung hilfreich → Zeitaufwand ist allerdings nicht nur von der Rechenleistung abhängig (Freistellen etc.)
Übrige Fragen sollen an Maximilian geschickt werden und beim nächsten Treffen im Plenum besprochen werden.
Schluss
Was wären mögliche Taskforces, die im Anschluss an den Werkstattbericht in den Sinn kommen? Robert: Vorschlag: Farbgebung Vorschläge bitte an uns schicken: kontakt@ag3d.org
Ausblick: Nächste Sitzung Werkstattbericht Zoe & Enes: Laserscan & Photogrammetrie Spezifische Anwendungsfälle: Digitalisierung von Schattenspielfiguren