SfM spielt seit einiger Zeit eine immer stärkere Rolle bei der Erforschung und Dokumentation von archäologischen Fundstellen . Die Vorteile die die 3D-Dokumentation mit sich bringt, liegen oft auf der Hand: Flächen und Befunde können schnell und maßstabsgerecht aufgenommen und in ein 3D-Modell verwandelt werden. Mit dem hier vorgestellen Workflow ist es nun möglich, effizient und in hoher Qualität, archäologische Profile mittels SfM aufzunehmen und damit maßtabsgetreue digitale Zeichnungen zu erschaffen.

Die Technik des „maschinellen Sehens“ (computer vision) hält immer stärkeren Einzug in den archäologischen Alltag und eignet sich mittlerweile bestens zur systematischen Anwendung auf archäologischen Ausgrabungen. Im vorliegenden Artikel wird der Einsatz von Structure-from-Motion auf der Ausgrabung am Kleinen Anzingerberg bei Meidling im Thale in Niederösterreich vorgestellt. Zur Anwendung kam die kommerzielle Software Agisoft PhotoScan, die vollautomatisiert die inneren und äußeren Parameter der Kamerakalibrierung berechnet und daraus eine dreidimensionale Punktwolke erstellt. Selbige wird mit Hilfe von Multi-View-Stereo-Algorithmen in ein fotorealistisches Oberflächenmodell umgewandelt. Zur Visualisierung der Oberflächenmodelle und für die Zusammenführung mit den übrigen Grabungsdaten bietet sich der Import in ein Geografisches Informationssystem an. Mit dessen Hilfe können herkömmliche Ableitungen der Oberflächenmodelle, wie beispielsweise Schummerungen, Darstellungen der Hangneigung und Profilschnitte, visualisiert werden. Die fotorealistischen Modelle können aber auch der Erzeugung wahrer Orthofotos dienen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, sich als Betrachter interaktiv durch die texturierten dreidimensionalen Modelle zu bewegen. Eine Anordnung der Modelle gemäß ihrer stratigrafischen Position erlaubt in dieser Form sogar eine vierdimensionale Betrachtung. Da die Qualität der Fotografien und die Auswahl der Aufnahmestandorte für die Genauigkeit der fertigen Modelle maßgeblich verantwortlich sind, muss bei der Anwendung von Structure-from-Motion dem Prozess der Datenaufnahme eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Wichtig sind eine hohe Bildqualität bei einer hohen Tiefenschärfe, gleichmäßige Lichtbedingungen, eine ausreichende Überlappung der Einzelbilder sowie die Auswahl unterschiedlicher, in den einzelnen Schritten jedoch nicht zu stark voneinander abweichender Kamerastandpunkte. Zur besseren Stereoabdeckung wurden am Kleinen Anzingerberg Techniken der bodengestützten Luftbildarchäologie zum Einsatz gebracht. Ein Fotokran sowie eine Teleskopstange dienten als Kameraplattform zur Generierung von Senkrecht- und Überblicksaufnahmen. Selbige verbessern neben der Präzision und Punktdichte des Modells auch die benötigte Rechenzeit bei der Modellerstellung. Structure-from-Motion bietet durch die Verwendung von archäologischer Standardausrüstung (Vermessungsgerät und Fotoapparat) eine kostengünstige, einfach zu handhabende und genaue Dokumentationsmöglichkeit für stratigrafische Ausgrabungen. Die fotorealistischen dreidimensionalen Modelle können als virtuelle Nachbildungen der einzelnen Stratifikationseinheiten betrachtet werden und erlauben dadurch eine objektive und überprüfbare Dokumentation archäologischer Hinterlassenschaften, was sie zu einer ausgezeichneten Interpretationsgrundlage macht. Předložený příspěvek je věnován popisu jedné z nejmodernějších dokumentačních metod na bázi trojrozměrného modelování, označované jako Structure-from-Motion. Metoda byla aplikována na eneolitické lokalitě Kleiner Anzingerberg bei Meidling im Thale v Dolním Rakousku. Metoda Structure-from-Motion nabízí levnou, jednoduchou a přesnou možnost dokumentace archeologických výzkumů.

The »structure from motion« process presented here, which was employed as part of a showcase study involving large-scale excavations carried out in 2013/2014 at the Philosophikum (Philosophical Seminary) in Münster by the Münster City Archaeology Department, allowed the excavators to save time in compiling their records without any great technological or financial effort. The process links up the traditional method of recording features with digital technology, thus offering a helpful alternative, particularly for investigations carried out during ongoing construction work, usually under severe time constraints. The simultaneous creation of 3D models provides the additional option of visualising surfaces and objects.

Die Untersuchung von archäologischen Gegenständen erfordert große Behutsamkeit, um nicht den künstlerischen und den kommerziellen Wert des Gegenstands zu vermindern. Daher sind zerstörungsfreie Verfahren, die seit Jahren erfolgreich in der industriellen Material- und Bauteilprüfung eingesetzt werden, hervorragend geeignet, um damit auch archäologische Objekte zu untersuchen. Die Einsatzgebiete in der Archäologie erwachsen aus Fragen im Zusammenhang mit • Herkunft, • Datierung, • Echtheit, • Materialzusammensetzung, • Entstehensweise oder Herstelltechnik, • Qualität bzw. Korrosionsgrad • Analyse vor der Restaurierung, • Archivierung, Digitalisierung bzw. Duplizierung, von archäologischen Gegenständen. Radiografische Methoden wie Radioskopie und medizinische Computertomografie werden seit vielen Jahren für archäologische Objekte genutzt. Es wurden Skulpturen, Vasen, Mumien, Schwerter, Bronzen und diverse andere Fundstücke untersucht [Hughes 1993, Goebbels 1994, Rossi 1998]. Viele Anwendungen haben aber unter der eingeschränkten Auflösung von ca. 0,5 – 1 mm von medizinischer CT gelitten. Die relativ neue Methode der µ-Röntgen-Computertomografie (µ-CT) wurde allerdings bis jetzt relativ wenig für archäologische Anwendungsfälle genutzt. µ-CT ist eine zerstörungsfreie Methode, um Bauteil- und Werkstoffdetails in drei Dimensionen mit sehr guter Auflösung zu lokalisieren und zu vermessen. Ein CT-Scanner mit einer Mikrofokusröntgenröhre und einem Matrixdetektor erzeugt eine Reihe von Röntgen-Absorptionsmessungen, die benutzt werden, um ein rekonstruiertes 3D-Bild des Objektes zu erzeugen. Im Herbst 2004 wurde am FH OÖ Campus Wels Österreichs erster µ-Röntgen-Computertomograf für industrielle Anwendungen[Kastner 2005, Kastner 2006] in Betrieb genommen..........

Die Collage wird hier als Arbeitsmethode vorgestellt. Sie wird überwiegend explorativ verstanden und soll wissenschaftliche, soziale und künstlerische Prozesse verknüpfen. Die Collage soll dafür sensibilisieren, wie soziale und gestalterische Prozesse verknüpft sind: So funktioniert sie als Medium sozialer Prozesse, als pro- zessuale Sozio-Technik. Die Collagenübung ist eine partizipatorische Übung, in der verschiedene Lernende kollaborieren und sich ohne künstlerische Vorbildung einbringen können (...) https://nocturne-plattform.de/publikation/experimente-lernen-techniken-tauschen

Fotogrammetrische Vermessungen haben eine über 150 jährige Tradition in der Architektur und Landschaftsvermessung. Der Begriff Nahbereichsfotogrammetrie definiert sich über die Entfernung zum zu vermessenden Objekt. So gilt eine Entfernung unter 100 m bereits als Nahbereich. Durch die Größe der Objekte und den geringen Abstand zu ihnen während der Aufnahme könnte man, in dieser Arbeit, auch von Makrofotogrammetrie sprechen1. Da es allerdings keine Scharfen Kategoriegrenzen in diesem Bereich gibt wird weiterhin der Begriff Nahbereich verwendet. Die Schreibweise des Wortes Fotogrammetrie mit F ist orientiert an den Empfehlungen des Duden und ist ebenso gebräuchlich wie das alternative Ph. Moderne Softwarelösungen haben in den letzten 30 Jahren, herkömmliche Stereoauswertegeräte abgelöst und durch einfache Zugänglichkeit, die Fotogrammetrie für eine Breite Öffentlichkeit geöffnet. Gerade die Entwicklungen im Gebiet der Open source Software2, insbesondere die Bundler Tools erleichterten die Benutzung enorm. Durch einen gleichzeitigen sprunghaften Anstieg der Leistungsfähigkeit im Bereich der Personal Computer, können nun die komplexen Berechnungen der Bündelausgleichung und Szenenrekonstruktion auf Low-Cost Geräten durchgeführt werden. Obwohl die Mehrbildfotogrammetrie schon in den 60er Jahren fester Bestandteil der Unterwasserarchäologie war, wurde dieses Verfahren bis in die frühen 90er Jahre kaum auf Grabungen und zur Funddokumentation eingesetzt. Mit Beginn des 21. Jh. stieg das Interesse an den Möglichkeiten der Befund und Schnittdokumentation jedoch an und führte im Zuge der zunehmenden Digitalisierung archäologischer Arbeitsprozesse die Fotogrammetrie in die Feldarbeit ein. Seit den frühen 2000er Jahren steigt die Zahl der Publikationen zur Mehrbildauswertung stetig an. Trotz dieser grundsätzlich Akzeptanz der Methode wird sie nur selten zur reinen Funddokumentation eingesetzt. In dieser Arbeit soll nun untersucht werden ob und wie gut die Nahbereichsphotogrammetrie zur Fundaufnahme geeignet ist. Es werden hierzu Exemplarische Funde und Fundgruppen ausgewählt und diese durch das Programm, Agisoft Standard, prozessiert. Im Zuge dieser Untersuchung soll auch ein genereller Arbeitsablauf erstellt werden, anhand dessen weitere Fundaufnahmen durchgeführt werden können. Des weiteren sollen mögliche Fehlerquellen während der Aufnahme, festgestellt und Alternativen gefunden werden. Anhand der virtualisierten Funde soll gezeigt werden, welche maximalen Genauigkeiten erzielt werden können und inwiefern sich neue Wege der Fundanalyse eröffnen. Im letzten Abschnitt liegt der Fokus auf der Publikation mehrdimensionaler digitaler Objekte und der Vergleichbarkeit mit schon bestehenden zweidimensionalen Funden. Um diese Methode für eine breite Anwenderschicht Interessant zu machen, wird ein möglichst geringes Budget für Hardware und Software angelegt. So wird ein Mittelklasse PC verwendet und eine Standard Spiegelreflexkamera. Inklusive allem zusätzlichen Materials und Software liegt damit die initiale Investition bei etwa 1000Euro. In der Zusammenfassung wird ein kurzer Exkurs zu möglichen noch kommenden Anwendungen und Analysen erfolgen. Sämtliche Abbildungen in dieser Arbeit sind, sofern nicht anders gekennzeichnet, als digitales Rendering anhand der erfassten Modelle erstellt. Auch wurden sämtliche erstellten Modelle zusätzlich als interaktives 3DPDF auf der, der Arbeit beiliegenden DVD gespeichert.