In unsicheren Zeiten wie Krieg oder Naturkatastrophen hat die Erhaltung des Kulturerbes nicht immer Priorität. Allerdings könnten 3D-Scans von (noch) nicht gefährdeten Bauwerken eine neue Möglichkeit sein, die digitale Denkmalpflege zu unterstützen. Viele Initiativen in Europa prüfen bereits die Möglichkeiten. Aber können 3D-Modelle auch über eine digitale Nachbildung hinausgehen und reale Rekonstruktionen unterstützen?
Die Frage scheint aktueller denn je, da immer wieder besorgniserregende Berichte aus Italien eingehen. Die Bewohner in und um Neapel sind mit Erdbeben und einem sogenannten „Supervulkan“ konfrontiert, der auch das große kulturelle Erbe in der Region beeinträchtigen würde.
Es ist definitiv nicht das erste Mal, dass die Bewohner Neapels mit Erdbeben und Vulkanen zu kämpfen haben. Die alten Griechen, die auch in der Region lebten, nannten das Gebiet westlich von Neapel „Campi Flegrei“, also brennende Felder. Unter der Oberfläche existiert ein Netzwerk unterirdischer Vulkane.
Während die Sicherheit der Bewohner zu Recht an erster Stelle stehen sollte, sollte auch die Sicherheit des baulichen Erbes berücksichtigt werden. Die Gegend um Neapel ist eine der ältesten, durchgehend besiedelten Regionen der Welt. Allerdings scheint es eine unmögliche Aufgabe zu sein, jedes Gebäude, jede Ruine, jedes Schloss oder jede Statue erdbebensicher zu machen. Sind diese Gebäude im Katastrophenfall dem Untergang geweiht?
3D-Scan?
Eine Möglichkeit, diese Gebäude auch nach ihrer Zerstörung „am Leben“ zu halten, könnte in der Erstellung von 3D-Modellen von Strukturen bestehen. Auf diese Weise können wir sie im digitalen Bereich schützen, selbst wenn sie in der realen Welt beschädigt oder zerstört werden. Wie soll das gehen?
Zunächst benötigen Sie einen sogenannten 3D-Scanner: eine spezielle Kamera, die keine normalen Bilder aufnimmt, sondern Millionen winziger Punkte im 3D-Raum erfasst. Der Scanner verwendet entweder Laserstrahlen oder Licht, um den Abstand vom Scanner zu verschiedenen Punkten auf der Gebäudeoberfläche zu messen. Um das gesamte Gebäude zu scannen, geht eine Person normalerweise um das Gebäude herum oder platziert den Scanner an verschiedenen Positionen. Dabei sendet der Scanner Laserstrahlen oder Licht aus, die von den Gebäudeoberflächen reflektiert werden.
Wenn der Laser oder das Licht auf das Gebäude trifft, wird es zum Scanner zurückgeworfen. Der Scanner misst, wie lange es dauert, bis das Licht zurückkehrt, und hilft ihm dabei, die Entfernung zu diesem Punkt auf dem Gebäude zu berechnen. Dieser Vorgang wird viele Male pro Sekunde wiederholt, wodurch viele Messungen erstellt werden. Diese Messungen sind wie eine Punktwolke, die die Form und Details des Gebäudes darstellt.
Aus all diesen gesammelten Punkten wird ein 3D-Modell des Gebäudes erstellt. Stellen Sie sich vor, Sie verbinden die Punkte, um eine virtuelle Version des denkmalgeschützten Gebäudes zu erstellen. Einige 3D-Scanner können auch die Farbe und Textur der Gebäudeoberfläche erfassen, beispielsweise die Farbe oder die Muster im Stein. Dies trägt dazu bei, dass das 3D-Modell realistisch aussieht. Um das 3D-Modell genau und nützlich zu machen, wird eine spezielle Software verwendet, um die Daten zu bereinigen, etwaige Fehler zu entfernen und ein glattes, detailliertes Modell zu erstellen.
Europäische Initiative
Viele im Bereich Kulturerbe unternehmen bereits Schritte, um zu prüfen, wie wir (Kulturerbe-)Strukturen digitalisieren können. Ein bekanntes Beispiel ist das sogenannte Twin it! Kampagne, durchgeführt von der Europeana Initiative. Ziel des Projekts ist es, „symbolische und hochwertige Beispiele europäischer Kulturgüter in 3D zu sammeln und zu präsentieren“. Das Projekt ist eine konkrete Antwort auf die Empfehlung der Europäischen Kommission von 2021, die die Bedeutung eines gemeinsamen europäischen Datenraums für das Kulturerbe hervorhebt.
Bis 2030 werden die europäischen Mitgliedsstaaten aufgefordert, „alle als gefährdet eingestuften Denkmäler und Stätten sowie 3 % der am häufigsten besuchten Kultur- und Kulturdenkmäler, Gebäude und Stätten in 50D zu digitalisieren und besonderes Augenmerk auf bestimmte Kategorien von Kulturgütern mit niedrigem Niveau zu legen.“ der Digitalisierung.'
Neben der Dokumentation europäischer Kulturdenkmäler in 3D-Modellen besteht das Ziel der Kampagne darin, zu zeigen, warum es wichtig ist, diese Gebäude in der digitalen Cloud abzubilden. Europeana argumentiert, dass 3D-Modelle den Zugang zur Kultur erweitern und ein größeres und vielfältigeres Publikum erreichen können. Durch die Anfertigung digitaler Reproduktionen können Fachleute mehr darüber erfahren, wie es gebaut ist und wie es in Zukunft konserviert oder restauriert werden kann. Und der Besitz von 3D-Modellen des vielfältigen Kulturerbes könnte zu einem Aufschwung bei der Aufklärung der Menschen über das Kulturerbe und die Tourismusbranche führen.
Ein Rennen gegen die Zeit
Twin it! Das ist sicherlich ein Schritt in die richtige Richtung, aber was passiert, wenn die Kartierung des Erbes zu einem Wettlauf gegen die Zeit wird? Ein ukrainisches Projekt zeigt, wie die 3D-Modellierung von historischen Gebäuden in Konfliktzeiten durchgeführt werden kann, wenn dem möglichen Verlust des kulturellen Erbes kaum Aufmerksamkeit geschenkt wird.
Als der in Lemberg ansässige Architekt Julian Chaplinskyy sah, wie Bomben auf Kiew und Charkiw einschlugen, schloss er sich mit der örtlichen Firma Skeiron zusammen. Gemeinsam versuchen sie, mithilfe von Lasern 3D-Scans berühmter Wahrzeichen der Ukraine durchzuführen. Euronews gemeldet. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels haben sie sechzig Bauwerke in der Ukraine erfasst und kartiert.
Kartierung von Notre Dame
Allerdings ist die Kartierung und digitale Bewahrung eines 3D-Modells des kulturellen Erbes eine Sache. Die Verwendung eines solchen Modells – oder besser gesagt der Datenmessungen, auf deren Grundlage die Modelle erstellt werden – zur vollständigen Neukonstruktion ist einfacher als getan.
Dennoch ist es nicht unmöglich. Das hat der schnelle Wiederaufbau der Notre-Dame in Paris gezeigt. Nachdem die weltberühmte Kathedrale 2019 in Flammen aufgegangen war, fragten sich Experten, wie sie die beschädigten Teile der Kirche wieder aufbauen könnten. Glücklicherweise hatte der Architekturhistoriker Andrew Tallon es 2001 geschafft umfangreiche 3D-Karten der Kirche. Tallon – der 2018 leider an Hirntumor verstarb – stellte an fünfzig verschiedenen Orten in der Kathedrale ein Stativ auf, um mithilfe von Lasern verschiedene digitale Punkte zu scannen und zu sammeln, um sie zu kartieren und zu vermessen.
Mehr als zwei Jahrzehnte später erwiesen sich die 3D-Modelle als unschätzbar wertvoll für den schnellen Wiederaufbau von Notre Dame. Denn auch wenn der französische Staat Architekturzeichnungen oder Karten herumliegen hatte, so hätte das Gebäude in der Praxis oft nicht so ausgesehen.
Tallon erfasste die Kathedrale im Jahr 2010 so, wie sie an den Tagen aussah, als er sie scannte. Die 3D-Scans zeigen, dass sich die Struktur im Laufe der Zeit aufgrund interner und externer Kräfte bis auf einen Millimeter genau verändert hat. Die von Laserscannern gewonnenen Daten liefern weitaus präzisere Messungen, als es jede Zeichnung, ob modern oder historisch, jemals könnte.
Problematisch sind nur solche umfangreichen 3D-Scans, die aus Millionen von Messpunkten bestehen. Die Scans sind einfach zu groß, um sie in einer digitalen Cloud zu speichern. Ein Artikel in Der Atlantik Schätzungen zufolge würden die qualitativ hochwertigen Scans etwa ein Terabyte an Daten umfassen. Klein genug, um auf eine externe Festplatte zu passen. Auch wenn Sie über eine beeindruckende digitale Rekonstruktion eines Gebäudes verfügen, müssen Sie den physischen Aufbewahrungsort sicher aufbewahren.
Scannen Sie, solange Sie können
Zurück nach Italien, wo die Campi Flegrei weiter rumpeln. Wie bereits erwähnt, sollte die Sicherheit der Menschen oberste Priorität haben. Bei Katastrophen gerät das Erbe jedoch oft in Vergessenheit. Im Fall der Ukraine sehen wir, dass die Bewahrung des Erbes auf digitale Weise manchmal zu einem Wettlauf gegen die Zeit werden kann.
Angesichts der modernen Technologien, die uns zur Verfügung stehen, scheint der Plan, 3D-Scans der wichtigsten Sehenswürdigkeiten als Referenz für die Zukunft anzufertigen, keine schlechte Idee zu sein. Werfen wir also einen Blick auf das Erbe in und um Neapel. Wer weiß, wann wir es das nächste Mal brauchen werden?