AG-Treffen 2021/03/17: Morphologielabor, Centrum für Naturkunde der Uni Hamburg (CeNak)

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3D interaktives Protokoll 2021/03/17, 10:00 Uhr

Feedback


Fragen vorab

Maren Vossenkuhl (montan.dok / DBM): Ich würde ab Mai für einen Werkstattbericht zur Verfügung stehen. In unserem Projekt geht es um die exemplarische Digitalisierung unserer Sammlung historischer Modelle.


Begrüßung und Bericht zur Öffentlichkeitsarbeit

künftig auf der Website zu finden: Erfassung der laufenden und abgeschlossenen 3D-Projekte: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1CUJp6HacUueXkYNC-k0DOtNdZgx3Ls50x1WbYgcnX54/edit#gid=0 Linkliste Namensvorschläge?


Offene Runde

Nutzung von Kompakkt

  • Claus: Probem beim Anmelden und Nutzen. Wie sind die Erfahrungen anderer?
    • Kein Objekt wird auf der Seite geladen
    • Problem liegt möglicherweise bei eigener IT
    • mehrere Institutionen scheinen Probleme mit der Nutzung / Anzeige zu haben

Erfahrungen von Modellen in VR Umgebung

  • Maria: Erfahrungen mit AR Umgebung
  • Claus: Arbeit mit Mozilla Hubs – Büsten und 3D Raum aus Scans erstellt – begehbar mit oder ohne VR Equipment
  • Martin: Museum 4.0 https://www.museum4punkt0.de/teilprojekte/
    • Frage: Nur Modellierung oder auch Erfassung?
    • Claus: Erfahrungen von Museum 4.0 am Deutschen Museum:
      • Objekte wurden gescannt, dann nachmodelliert
      • Außerdem: Scans wurden vom Dienstleister animiert und dann in AR Umgebung eingefügt
    • Modellierung ist sparsamer, effizienter, Scans sind komplexer (mehr Polygone -> größer)
  • Bereich Architektur
    • Maria: mögliches Werkstattsberichtthema (Sommer)

Werkstattbericht von Stephanie Köhnk (Centrum für Naturkunde der Uni Hamburg)

Video

Zur Person & zum Projekt

  • Labormanagerin des Morphologielabors am Centrum für Naturkunde der Uni Hamburg (CeNak)
  • Folgende Beispiele stammen aus dem Bereich der Zoologie
    • Großer Bestand an kleinteiligen Objekten

Zielsetzung der Digitalisierung

  • genaue digitale Repräsentation
  • digitale Zugänglichkeit
    • Was ist vorhanden, was kann angeschaut werden, welche Objekte sind wissenschaftlich relevant?
  • Objektleihe vermeiden
    • Beispiel: Typusmaterial (Das Objekt, woran die jeweilige Art beschrieben worden ist)
    • Möglichkeit das Verschicken zu umgehen durch Digitalisierung (-> genaue Repräsentation)
  • Nutzung der Digitalisate in der Forschung
    • Morphologie (äußere Form der verschiedenen Tiere)
    • Anatomie (Organstrukturen und das Innere)
    • Oberflächencharakteristika / Texturanalyse von Einzelteilen (Beispiel: Textur von Zähnen)
      • Oberflächenrauigkeiten teilweise im nm Bereich
  • Nutzung der Digitalisate in der Lehre
    • 3D-Druck
      • ermöglicht sonst nicht ausstellbare Objekte auszustellen
    • Welche Onlineplattformen können genutzt werden, um alles nötige zu kommunizieren?

Beispiel 1: Trockenmaterial

  • Knochen, Insekten
  • Erfassungsmöglichkeit: Photogrammetrie (wird im CeNak praktiziert, insbesondere für Knochen)
  • Insektenscanner (Darmstädter Insektenscanner, einen, bald 2 [Martin: MfN hat den auch]) https://www.dinarda.org/disc3d https://impact.h-da.de/forschung/insektenscanner/
  • Idee: automatische Erstellung einer obj Datei
    • Sehr gut für kleinere kompakte Käfer
    • Problem: lange Antennen, lange Beinchen

CT

  • geräumig, aber Aufnahmefeld ist begrenzt (Objekte bis 30cm, die in zwei Einzelscans zusammengesetzt werden müssen)

funktioniert gut mit Trockenmaterial (zeigt Spitzmausschädel)

  • Volumenrepräsentation: Blick in den Schädel -> Innenohr, größe der Hirnkapsel usw. erkennbar
  • 8 Min Erstellung des Schädelmodells, 5 MIn Nachbearbeitung

zeigt: Vögel (Haut, Federkleid, Schädel / Knochen)

  • Haut und Hornschnabel mit erfasst, wenn nur der Schädel erfasst werden soll, muss aufwändiger nachgearbeitet werden
  • Von außen nicht sichtbar, erst durch CT erkennbar: Schädel ist gebrochen, wissenschaftlich nicht zu gebrauchen
  • Yxlon Capture, Verarbeitung: Cera, VG Studio, 3D Slicer, Amira (? Namen nachfragen)

Materialunterschiede

  • Draht vs. Knochen: Draht wird heller erfasst als der Knochen -> erschwert die Erfassung des Knochens

Beispiel 2: Alkoholmaterial

    • Entnahme nicht möglich
  • Alkoholatmosphäre muss auch während Digitalisierung bestehen

Fischlarven

  • Wichtig für Populationsmonitoring
  • klein und durchsichtig -> schwierig zu fotografieren
  • CT = keine Erfassung, kein Kontrast zu erkennen / vorhanden
  • Nachkontrastieren eventuell möglich, ist derzeit in Arbeit

Reptilien & Amphibien: Meeresschildkröte

  • noch unter Alkohol im CT digitalisiert
  • Problem: Plastik der Flaschen taucht mit auf
  • Alkohol-Luft-Atmosphäre im Zip-Lock-Beutel: Bessere Erfassung, nur wenig des Beutels wurde mit erfasst
  • Postprocessing: Zeitintensiv

Wirbellose Tiere

  • direkt unter Alkohol gescant, sehr klein, wenig Flüssigkeit um sie herum, sodass Scan gut möglich ist

Beispiel 3: Sehr kleine Objekte

  • zu klein für CT, Ergebnis ist ein Punkt
  • Lösung: Laserscan
  • Aber: Kein 3D Modell -> Was ist ein 3D Modell? Drehung, Perspektive etc.?
  • Image Stacking: Tiefenschärfe durch überlagerte Aufnahmen
  • CLSM Umwandlung in Oberfläche https://de.wikipedia.org/wiki/Konfokalmikroskop

Beispiel 4: 3D-Rekonstruktion aus Schnittserien

Krabbe

  • Schnitt: Inneres erscheint "leer" – Eigenkontrast sehr gering, schwierig zu erfassen im CT
  • Fijidoma maculata Süßwasserschnecke
  • Darstellung einer tragenden Schnecke: kontrastiert mit Iod
  • kleinere Details dennoch nicht erkennbar
  • und Ausgangsobjekt modifiziert
  • Software: Modo ( https://www.foundry.com/products/modo ), Maya ( https://www.autodesk.de/products/maya/ )
  • haptische Schnitte: Destruktiv
  • Schnittserien werden inventarisiert für die weitere Forschung (Umwandlung des Objekts?)

Beispiel 5 MRI

  • Objekte, die nicht kontrastiert &/ zerschnitten werden können
  • Vorteil: Weichgewebe kann mit dargestellt werden
  • Kombination von MR und CT:
  • kann übereinander gelegt werden, ergänzend zusammengefügt werden
  • Verwendung von Amira (siehe oben)
  • Krabbe: Innere Organe werden gut dargestellt
    • Problem: Zugänglichkeit der Scanner / Spezialscanner aus der Forschung notwendig
    • Problem: lange Scanzeiten (Krabbe über 60h im MR)
  • Vgl.: CT innerhalb von 8 Min Scan möglich

Fazit

  • Postprocessing ist am zeitaufwändigsten
  • verschiedene Formate / Daten von verschiedenen Verfahren
  • Plattformen: Welche soll genutzt werden?
  • FUNDus Uni Hamburg, Forschungsdaten mit PID
  • Weitere Spezialplattformen

Diskussion

Zusammenführung von MR & CT

  • Stephanie: am Besten das Objekt in genau der selben Position aufnehmen
  • Problem bei beweglichen Elementen von Objekten, nicht aber bei beispielsweise Organen
  • Maria: auch Erfahrungen bei verschiedenen Verfahren und Fixierung, gibt es noch weitere Erfahrungen bei verschiedenen Methoden in dem Bereich?
  • Stephanie: Wie wurden Volumendaten und Oberflächenerfassung zusammengesetzt im Gyrologprojekt?
  • Maria: bietet Termin dafür an.
  • Ilja: ist auch interessiert

Digitale Färbung im CT

  • Maria: eigene Erfahrung: Oberfläche von Photogrammetrie verwendet
    • Stephanie: Oft nebensächlich, Tiere in Alkohol entfärben sich
    • digitale Färbung um Einzelteile voneinander abzugrenzen
    • Möglichkeit existiert: Textur kann darüber gelegt werden, wenn Farbgebung wiedergegeben werden soll, wir hier auch mit Photogrammetrie gearbeitet

CT bei Alkoholpräparaten

Vergleich: Medizinisches CT läuft um Objekt herum, eigentlich optimal für Alkoholpräparate, gab es damit Versuche, gibt es das?

    • Stephanie: Wurde mit Krabbe im medizinischen CT probiert,
    • soll angeschafft werden
    • Problem: Auflösung
    • Bei sehr großen Objekten wäre eine hohe Auflösung eventuell auch problematisch
    • Technisch gut aufgestellt, hohe Rechenleistung steht zur Verfügung

Zugänglichkeit

  • Maik: Wo sind die Daten zugänglich?
    • Stephanie: Teile über FUNDus zugänglich
    • grundsätzlich in Arbeit
    • Ziel: Open Source
    • Bei Scans fremder Sammlungen muss dies abgestimmt werden

Plattformen

  • Martin: Plattformen, wie kann man diese charakterisieren?
    • St.: Hauptproblem: Jede Institution baut eigene Plattform für eigene Daten
    • Problem: Internationaler, universaler Zugang
    • Problem: zu viele kleine Repositorien
    • DigiTiB: Digitale Lehre: Bestimmungsübungen sollen damit unterstützt werden

Bibliothek Kooperation

  • Maik: Zusammenarbeit mit der Bibliothek?
    • St.: Stephanie hat bisher noch keinen Kontakt zur Bibliothek diesbezüglich gehabt
    • Henrik: (aus Chat) Wir kooperieren vor allem mit dem Forschungsdatenrepositorium des Zentrums für nachhaltiges Forschungsdatenmanagement. Darauf aufbauend sollen die Daten über Schnittstellen an weitere Datenaggregatoren geliefert werden (in Arbeit). Ausgewählte Datensätze zu einzelnen **Sammlungen werden bereits jetzt in das Schaufensterportal FundUS! gestellt. FundUS! Ist aber kein Repositoriium.

Besprechung zu zukünftigen Abläufen und Tätigkeitsfeldern der AG3D

Werkstattberichte

Makerspace Alissa Gießen / Maik Dresden

  • AG VR und AR in der Lehre: Kontakt zum Makerspace Gießen:
    • erklären alle Basics verständlich & unterstützen Beginnende
    • Könnten über ihr Angebot & Fortbildungen berichten
    • Gemeinsame Vorstellung von Makerspaces
  • Maik: Vorschlag: Gezielt lokales Anfragen verschiedener Makerspaces

Freiberger Schüler Sascha Schmidt

  • Objektdigitalisierung mit Schülern
  • kurzer Vortrag: 10 Min Bericht
  • Vorschlag Maria: Kombination von mehreren Berichten aus der Lehre

Thomas Kaiser Säugetierknochen

  • Vorschlag Robert: Zusammen mit anderen Projekten, die mit Säugetierknochen arbeiten (MIttweida?)

Maren Vossenkuhl (montan.dok / DBM)

  • Testweise Digitalisierung der Modellsammlung mit Laserscan & Photogrammetrie
  • frühestens ab Mai
  • Modelle:
  • Werkzeuge
  • Maschinenteile
  • -> unterschiedlich

Marleen Mohaupt

Task Forces gründen, Arbeit in den TF, wieder treffen & austauschen

  • Ilja: Was ist das Ziel der Task Forces?
    • Martin: Bereiche bearbeiten, in denen man mehr tun kann als Berichte zu hören / halten
    • Beispiel: Software -> Erstellung und Präsentationsplattformen
    • Was brauchen wir, was wollen wir? Wer macht es? Welches Geld?
    • Nachhaltigkeit
    • beispielsweise Positionspapier erstellen
    • Überblick der Plattformen & Software erstellen
    • Überblick: systematischer Überblick der 3D Aktuer:innen / Projekte
    • Stephanie: Erarbeitung eines Fragebogens zur Erarbeitung eines Überblicks auch außerhalb der AG
  • Martin: Was könnte die AG noch erarbeiten?
  • Marleen: Schwierigkeit Taskforces:
    • binäre Entscheidungen -> lieber Prozesse
    • Martin: Idee: In Taskforces werden Inhalte erarbeitet, die dann in der Gruppe präsentiert werden
  • Stephanie: Bis zum nächsten Mal Gedanken zu Taskforces machen, dann festlegen.

Schluss

  • Nächste Treffen, jeweils 10 Uhr
  • 21.04. Sascha & Taskforces
  • 26.05. evtl Maren Vossenkuhl (montan.dok / DBM)
  • 23.06.
  • 14.07.
  • Marleen Mohaupt hat sich auch angeboten für einen Vortrag
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