Digitale 3D-Modellierung kann gefährdete historische Stätten für immer bewahren

Bevor Krieg und Zeit mehr wichtige Kulturstätten zerstören, müssen wir sie in digitalen 3D-Bibliotheken speichern

In 163 verschiedenen Ländern stellen 1.000 natürliche und kulturhistorische Stätten unser wertvollstes menschliches Erbe dar. Sie werden von der UNESCO als Weltkulturerbe bezeichnet und reichen von der vom Aussterben bedrohten Virunga-Nationalpark der Demokratischen Republik Kongo über Syriens alte Stadt Palmyra bis zum Mount Rushmore in den USA.

Wir verlieren jeden Tag etwas von diesem Erbe. Krieg, Klimawandel und Umweltverschmutzung sind ebenso zu fordern wie Wind und Regen. Bereits gegangen sind die Buddhas von Bamiyan in Afghanistan (von den Taliban im Jahr 2001 in die Luft gesprengt) und Palmyra (von ISIS 2015 teilweise zerstört). Die 4 Millionen Dollar, die die UNESCO für die Erhaltung bereitstellt, reichen bei weitem nicht aus, um auch die vier Dutzend Stätten, die als unmittelbar gefährdet gelten, für immer zu verlieren. Es gibt aber eine Alternative. Dank neuer Technologien für den digitalen Schutz können wir sie zumindest virtuell durch 3D-Scannen, Modellieren und digitales Speichern halten. Solche Projekte können durch Partnerschaften von Regierungen, Universitäten, Industrie und gemeinnützigen Organisationen realisiert werden.

Um ein 3D-Modell zu erstellen, prallt ein Laserscanner Licht von einem Objekt ab und sammelt die resultierende topologische Punktewolke. Um jeden Winkel zu reproduzieren, fängt der Scanner überlappende Bilder aus allen möglichen Winkeln. Ein Computer näht dann ein großes Oberflächenbild zusammen und zeichnet Linien von einem Punkt zum anderen, um ein Drahtrahmenmodell zu erstellen. Hochauflösende Digitalkameras fügen Farbe und Textur hinzu. Im fertig montierten Zustand können die Modelle angezeigt, gedruckt oder bearbeitet werden.

Diese Scans machen mehr als einen Speicherplatz in einer Datenbank. Mit hochgenauen Messungen können Archäologen versteckte Passagen finden oder alte technische Tricks aufdecken. Schulkinder können Orte erkunden, die sie sonst nie sehen würden. Und wenn ein Standort zerstört wird, können die Scans sogar dazu verwendet werden, das Vorhandene zu rekonstruieren. Dies ist bereits für ein Weltkulturerbe geschehen, die Kasubi-Gräber in Uganda. Sie wurden 1882 aus Holz erbaut und 2010 durch einen Brand zerstört. 2014 wurden sie wiederaufgebaut. Sie basieren größtenteils auf 3-D-Modellen aus dem Jahr 2009. Mehr als 100 Welterbestätten wurden bereits als 3-D-Modelle erhalten Rennen, um so viele mehr wie möglich aufzunehmen, besonders im konfliktträchtigen Nahen Osten und in Nordafrika.

Ben Kacyra, ein irakischer Amerikaner, der in Mosul geboren wurde, gründete 2003 den gemeinnützigen CyArk, der heute führend in der digitalen 3D-Bewahrung ist. Kacyra machte sein Glück, als er die weltweit ersten tragbaren 3D-Laser-Scansysteme entwickelte und implementierte. Seine Organisation war auch die erste - und ist jetzt die größte -, die diese Technologie im großen Stil zur Konservierung einsetzte. Das Projekt CyArk 500 zielt darauf ab, 500 Welterbestätten digital zu erhalten, öffentliche und private Finanzierung, staatliche Unterstützung und Spitzenforschung zu kombinieren, um die Arbeit so genau und nützlich wie möglich zu gestalten. Alle Projekte werden auf öffentlichen Servern und in sicheren Datenbankbunkern archiviert.

Naturschützer auf der ganzen Welt emulieren die Methoden von CyArk. Um den Mount Rushmore zu scannen, bot die gemeinnützige Organisation Menschen, Fachwissen und etwas Geld. Der US National Park Service fügte Finanzmittel sowie ein technisches Kletterteam hinzu, um die Nasenlöcher der Präsidenten und unter ihren Augenbrauen zu scannen. Ein lokales Ingenieurbüro und eine Bergbaubehörde berieten sich zur örtlichen Geologie. Historic Scotland, die Scottish National Heritage Agency und das Digital Design Studio der Glasgow School of Art haben Daten gesammelt und als Werkzeuge zur Visualisierung und zum Schutz des Berges eingesetzt.

Auch Gebäude von lokaler Bedeutung können auf diese Weise erhalten werden. Da Ingenieure, Architekten und andere Unternehmen 3D-Scans für ihre Arbeit verwenden, gibt es in vielen Städten lokale Scanning-Unternehmen. Tim Crammond, Manager von Laser Scanning America aus Pittsburgh, berechnet ungefähr 1.000 Dollar pro Tag für die Datenerfassung und -verarbeitung, sagt jedoch: „Trotz der zahlreichen Anfragen, die wir von Unternehmen erhalten, die an der Verwendung des 3-D-Scans für die historische Bewahrung interessiert sind, die Finanzierung scheint dafür nicht vorhanden zu sein. “

Obwohl jedes von ihnen einzigartig ist, kostet ein typisches Welterbe-Scan-Projekt ungefähr 50.000 USD. Für 50 Millionen Dollar könnten Modelle aller 1.000 Welterbestätten für immer aufbewahrt werden. Wir fordern Regierungen, Universitäten und gemeinnützige Organisationen auf, die digitale Konservierung zu unterstützen, um unsere Geschichte zu erfassen, bevor sie verloren geht.

Dieser Artikel wurde ursprünglich mit dem Titel "Lassen Sie die Geschichte nicht sterben" veröffentlicht. 315, 1, 7 (Juli 2016)

doi: 10.1038 / scientificamerican0716-7

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