AG-Treffen 2021/07/14: Anthroworks3D
Werkstattbericht Marleen Mohaupt (Anthroworks3D)
Probleme der Skelettuntersuchung
- Transport, Analyse -> viel Bewegung -> Beschädigungen können auftreten
- Sammlungen stehen nicht dauerhaft zur verfügung, sondern werden teils wieder beigesetzt -> Erhaltung
- -> Anstöße zur Entwicklung des Prototypen einer Photogrammetrie-Pipeline
Kooperationen mit verschiedenen Hochschulsammlungen
- Göttingen: Rödelheim Skeletal Collection
- interessant insbesondere wegen des Alters
- sollten 2020 beigesetzt werden
- Frage nach Digitalisierung für Erhalt kam auf
- Untersuchungen zu den Skeletten laufen noch
- Mittweida: Aufgabe: Digitalisieren & nutzbar machen
- d.h.: Annotieren, Messen, Austauschen
- Prototyp soll zurück nach Göttingen, um Untersuchungen am digitalen 3D Objekt durchzuführen
Lösungskonzept
- Digitalisierung -> Modell wird erstellt -> daran kann/soll weiter geforscht werden
- Realvermessungen finden auch statt und sollen künftig auch integriert werden
- bestehende & laufende Untersuchungen sollen integriert werden
Fach- und Forschungsstand
- Photogrammetriemodelle können für einen wissenschaftlichen Anspruch erstellt werden
- 3D4Medical -> Blick in den Menschen -> Erlebbar machen
- Frage: Wie kann man die beiden verknüpfen?
- Digitalisierung auf einem hohen Niveau, um Untersuchungen für die wissenschaft zu ermöglichen
Ziele
- 3D-Echtzeitrendering (Methoden aus dem Game Development)
- Kooperation mit der Medieninformatik
- In dieser Zusammenarbeit entstand der Prototyp
- Kosteneffizienz: Bestehende Soft- / Hardware nutzen, Softboxen mussten gekauft werden
- Austauschbarkeit: Auch interdisziplinär, andere Objekte sollen ebenfalls davon Nutzen tragen
- Qualität: wissenschaftliche Nutzung / Auswertung
- UX / UI: breite Nutzbarkeit
- Untersuchungen: Sollen mit physischen Untersuchungen mithalten können
Pipeline
- Fundstück - Fotografien - 3D-Modell - Modell Optimierung
- Teilautomatisierung des Prozesses ist bereits erreicht, Ziel ist eine Komplettautomatisierung
- Dauer 8 Min
Aufnahme
- Drehteller
- 3 Kameras
- 2 Softboxen
- Spezielle Glastische mit entspiegeltem Glas (Knochen kann so auch von unten aufgenommen werden
Nutzung von Referenz mit CCTags
- mehrere Objekte können gleichzeitig Digitalisiert werden / im Zusammenhang digitalisiert werden
- 0.045 mm Abweichung von physischen Messungen
Meshroom
- Pipeline kann selbst zusammengestellt werden
- Pipeline kann für alle Knochen gleich ablaufen
Meshlab
- Retopology
- Notwendigkeit der Vergleiche von Modellen
- -> Polygone müssen angepasst werden je nach Nutzen
- -> für die Anthropologie nicht einsetzbar, weil Echtzeitvergleiche notwendig
- 50.000 Polygone für ein Modell festgelegt
- Abweichung 0.01%, es stehen allerdings noch weitere Tests an
3D-Rekonstruktionsergebnisse
- zeigt den ersten digitalisierten Knochen (mit Knetresten eines Stabiliserungsversuchs)
- Pathologien werden mit dargestellt
Anwendung des Prototypen
- Nutzung von unity, programmiert in C#
[Zeigt Demonstrationsvideo der Anwendung]
Annotationen
- Punkte werden am Objekt gesetzt
- Linienmarkierung wird am Objekt, nicht im Raum gemacht, Fläche kann auch gezeigt werden, um bestimmte Teile des Objektes hervorzuheben
Messung
- Messungen geschehen von Punkt zu Punkt
- Können geändert und/oder Annotiert werden
- Umfangsmessungen sind möglich
- Winkelmessung
- Weitere Messverfahren sind in der Entwicklung
Evaluation
- Evaluationen von 7 Anthropolog:innen verschiedener Wissensstände
- Welche Unterschiede entstehen bei den Messungen? Wie ist die UX?
- Getestet mit Anthropolog:innen und Medieninformatik Studierenden
- Grafik: Man sollte im rechten Bereich sein
- Ergebnis: Der Prototyp kann eingesetzt werden
Messzuverlässigkeit
- Ersetzt die Arbeit am Realknochen nicht, dennoch gute Lösung
Schwierigkeiten
- Ausrichtung / Kameraposition
- Auflösung
- Fehlender Tastsinn
(...)
Anwendungsfelder
- dauerhafte Verfügbarkeit
- Bestandsschutz
- Messungen können schnell durchgeführt werden
- Vergleichspopulationen können international verglichen werden
- Austausch ist gegeben
Vision für die Zukunft
- Falldatenbank
- -> verschiedene Kurator:innen & Forschungsgruppen sollen das Tool nutzen
- -> Vernetzung / Austausch
- Integration von weiteren Daten (CT, Endoskopie)
- Integration von physischen Untersuchungen
Ausblick
- ForensicWorks3D
- zeigt Dose mit Abdrücken: Spuren können verglichen werden
- -> xWorks3D: Anwendung ist auf verschiedene Objekte anwendbar
Diskussion
- Patrick: Messungen am Realobjekt / Meinst du die Messung ist gut genug, um nur digital zu messen?
- Marleen: Physische Messung wurde genutzt, um Skalierungsproblemen vorzubeugen, keine Kalibrierung wurde gemacht
Physische Messungen werden nicht ersetzt werden können, digitale Messungen sind eher als Zusatz zu verstehen, um auch im Nachgang weiter an dem Objekt zu arbeiten
- Beispiel: Forensik: Stichwunde wird im 2D Bild nicht gezeigt, 3D kann besser dreidimensionale Relationen deutlich machen
- Patrick: Annotationen, wo werden diese gespeichert und wie?
- Marleen: Nutzen JSON Format, um die Annotationen & Metadaten abzuspeichern
- Zoe: Background: Zwei unterschiedliche Kontexte, u.a. Uni Köln Kompakkt. Kann man mit den Daten arbeiten?
- Marleen: Modelle dürfen wir nicht weitergeben. Sammlung gehört Göttingen. Austausch ist möglich, aber nicht alles kann weitergegeben werden.
Verweis auf Rechtsmedizin -> Zugriffsrechte
- Zoe: Polygonreduktion automatisiert über Blender
Annotationen möglich (wie in einem GoogleDoc) Basiert das Datenmodell auf Standards?
- Marleen: Datenmodell wurde selbst ausgelotet, in stetiger Absprache mit der Anthropologie (Hinsichtlich einer Ontologie)
- Zoe: NFDI4Culture: Standards entwickeln für Annotationsformate
mit vorhandenen Formaten arbeiten, das Rad nicht neu erfinden UX: Unterschiede je nach Zielgruppe sieht großes Potenzial hinsichtlich NFDI4Culture (Vernetzung)
- Maria: Taskforce Zoe & Marleen zu Annotationsstandards?
Bei Gyrolog wurde auch mit Knete ausprobiert Nutzbarkeit, gibt es globalen Austausch? Gibt es auch andere Formate als OBJ in dem Bereich?
- Marleen: Austauschformat: Serialisierung bei JSON
Modelle: OBJ und PNG Aktuell ist es lokal, die mitgegeben werden kann, Austauschformat kann dann geschickt werden (kleine Austauschbarkeit) Datenbank ist in Entwicklung, weitere Entwicklung steht bevor Wichtiger Punkt: Rechtevergabe Automatisierung: Aktuell Teilautomatisierung: Bilder werden in einen Bereich geschoben, Pipeline wird dadurch ausgelöst Meshroom läuft diese Pipeline durch Ziel ist: Knochen muss nicht mehr speziell ausgerichtet werden Priorität aktuell: Informationssystem
- Maria: Ideen zur Automatisierung?
- Marleen: Andere Bilder (Beispielsweise Fliegen oder Sofas) werden bereits mit KI automatisch annotiert
wäre auch eine Möglichkeit für die Anwendung
- Robert: Ist die Meshroom Pipeline exportierbar?
- Marleen: Ja
- Marleen bietet an bei technischen Fragen auch Studierende mit in die Sitzung zu bringen.
Offene Runde
- Zoe: NFDI4Culture: Veranstaltungen an den Verteiler schicken?
- Robert: Gerne an den Verteiler.
- Maximilian: Finanzielle Themen: Vorschlag fürs Wiki: Welche Förderungen gibt es aktuell für Digitalisierungsprojekte?
- Martin: Machen wir gerne. Teilweise auch schon hier, aber weniger konkret auf Digitalisierung bezogen: https://wissenschaftliche-sammlungen.de/de/foerdermoeglichkeiten/
- Martin: Zwei Bereiche: Infrastruktur / Forschung
Automatisierung kann sehr hilfreich sein bei DFG Anträgen Viele 3D Projekte sind aktuell sehr fachspezifisch, daher nicht universell anwendbar Brückenantrag bei Projekten, die Infrastruktur und Forschung kombinieren (niedrige Erfolgsrate)
- Zoe: NFDI Helpdesk: Unterstützung für Förderungsanträge
- Martin: Sammlungsarbeit:
Nachhaltigkeit Sammlungsdaten häufig nur granular vorhanden
- Martin: NFDI4C: Interdisziplinärer Dialog, übergeordneter Bereich muss noch entstehen
- Zoe: Gutes Zeichen DFG hat dazu aufgerufen, Feedback aus der Wissenschaft zu erhalten für neue Förderlinie
- Maria: Was können wir als AG machen? Zoe leitet Informationen weiter, wir stellen sie auf die Website – weiterer konkreter Handlungsspielraum, was Infos zur Förderung betrifft?
- Martin: Koordinierungsstelle bietet Einzelberatung an, was Antragsstellung etc. angeht. Man kann sich jederzeit an Martin direkt oder die Koordinierungsstelle wenden. https://wissenschaftliche-sammlungen.de/de
Schluss
=
Nächste Termine:
11.08. 10:00 Uhr Lose Enden 22.09. 10:00 Uhr Makerspace Gießen ? -> Alissa fragt an 20.10. David Kühner MUT 24.11. Gyrolog(eventuell externer Termin für Gyrolog) 15.12. (offen) möglicherweise Einblick zu schneller Blenderverwendung Florian Richter
Kristall2000 IIIF? NFDI4Culture? Automatisierung?
Weitere Termine 15.-17.09. Workshop Sammlungstagung: Maria & Robert 2D & 3D Digitalisierung
Alissa: Idee: gleiches Objekt digitalisieren und dann vergleichen? Idee interessant, was ist daraus geworden? Robert: Nicht weiter geführt: Vorschlag für den August: Sammelsitzung von losen Enden?