Scanstraße im Test 18.11.2014, 12:14 Uhr

3D-Scanner verwandelt Dinosaurier in Bits und Bytes

Das Museum für Naturkunde Berlin schickt Teile seiner Sammlung durch einen 3D-Scanner des Fraunhofer-Instituts. Fotografiert von 14 Kameras aus allen möglichen Blickwinkeln entstehen hochwertige digitale Abbilder der Exponate, frei verfügbar für Wissenschaftler und Privatpersonen gleichermaßen. 

Dr. Heinrich Mallison mit einem Oberschenkel vom Kentrosaurus von der Tendaguru-Expedition. Der Hügel Tendaguru in Tansania ist ein bedeutender Fundort von Dinosauriern.

Dr. Heinrich Mallison mit einem Oberschenkel vom Kentrosaurus von der Tendaguru-Expedition. Der Hügel Tendaguru in Tansania ist ein bedeutender Fundort von Dinosauriern.

Foto: Carola Radke/Museum für Naturkunde Berlin

Vergangenheit trifft auf Zukunft: Selten wird das deutlicher als bei der Scan-Aktion, die gerade im Berliner Museum für Naturkunde stattfindet. Hier, in einem der ältesten Museen Berlins, steht derzeit die 3D-Scanstrasse CultLab3D des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung in Darmstadt.

Der Scanner nimmt sich zunächst testweise Stück für Stück die umfangreiche Sammlung des Museums vor – angefangen von einzelnen Zähnen und Knochen über komplexe Hai-Gebisse bis hin zum Affen-Präparat mit Hundertausenden von feinen Härchen.

Grenzen des Machbaren testen

Mit der Aktion wollen die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts gemeinsam mit den Kollegen vom Naturkundemuseum herausfinden, was mit einer 3D-Scanstraße machbar ist und wo die Grenzen liegen. Sie testen, ob große fossile Saurierknochen ebenso gut gescannt werden können wie kleine alkoholkonservierte Fische oder fast durchsichtige Krebschen.

Der 3D-Scanner CultLab3D des Fraunhofer IGD Darmstadt kann Kulturgüter in Sekundenschnelle einscannen und damit für die Nachwelt erhalten.

Der 3D-Scanner CultLab3D des Fraunhofer IGD Darmstadt kann Kulturgüter in Sekundenschnelle einscannen und damit für die Nachwelt erhalten.

Foto: Fraunhofer IGD

Auch die anschließende Verwendung der digitalen Naturkundemodelle steht auf dem Prüfstand. Wie sich Kulturgüter und Kunstgegenstände einscannen lassen, hatten die Fraunhofer-Forscher im Sommer bereits in der Frankfurt Liebieghaus Skulpturensammlung getestet.

Der Scanner, der die Fossilien, Modelle und sonstigen Stücke digital speicher- und erlebbar macht, ist satte zwei Tonnen schwer und kostet etwa 500.000 Euro. Was es dafür gibt, kann sich sehen lassen: Bei dem Scanner handelt es sich um eine komplette Digitalisierungsstraße mit Förderband, Kamerabogen und Beleuchtung. Ein angeschlossener Computer kann das Material direkt verarbeiten.

Mehr als 6500 Einzelbilder pro Scan

14 Kameras sind an dem Bogen angebracht. Das Förderband fährt die Exponate durch diesen Bogen, während sie mit Hilfe von verschiedenen Lichtquellen umfassend ausgeleuchtet werden. Während dieses Prozesses nehmen die Kameras unzählige Bilder aus allen möglichen Blickwinkeln auf – von bis zu 6561 Fotos während eines einzigen Scanvorgangs ist die Rede.

Hat auch geklappt: Scan eines Pflanzenfossils aus dem Karbon im Museum für Naturkunde in Berlin.

Hat auch geklappt: Scan eines Pflanzenfossils aus dem Karbon im Museum für Naturkunde in Berlin.

Foto: Carola Radke/Museum für Naturkunde Berlin

Per Computer werden die Einzelbilder dann zusammengesetzt: Ein digitales 3D-Bild entsteht, per Bildschirm vergrößer-, verkleiner- und drehbar und bei Bedarf auch per 3D-Printer ausdruckbar. Gerade einmal ein paar Minuten dauert der Scanvorgang pro Exponat. Will das Berliner Museum jedoch seine ganze Sammlung einscannen, müssen die Mitarbeiter trotzdem jede Menge Zeit einplanen: Rund 30 Millionen Einzelstücke und damit etwa ein Viertel aller deutschen naturkundlichen Sammlungen besitzen die Berliner – zu sehen ist aus Platzgründen nur ein kleiner Teil.

Digitalisierung eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten

Die Verwendungszwecke sind so vielfältig wie die Exponate selbst: Neben einer digitalen Archivierung entstehen zum Beispiel ganz neue Möglichkeiten zur Forschung. So kann das Bild eines einzelnen Knochens mit denen weiterer Einzelteile kombiniert werden: Ganze Skelette lassen sich so per Versuch und Irrtum zusammensetzen, ohne dass die wertvollen und teilweise brüchigen Originale verwendet werden müssen.

Außerdem wiegen große, versteinerte Dinosaurier-Knochen gut und gerne mal 50 Kilo oder mehr: Ein Knochenpuzzle mit mehreren solcher Teile würde nicht nur der Hirnleistung der Beteiligten viel Energie abfordern, sondern ganz schön auf die Kondition gehen, erklärt Geologe Dr. Heinrich Mallison: 3D-Drucke oder die Arbeit am Bildschirm schaffen da Abhilfe.

Per Internet für jeden frei verfügbar

Menschen aus aller Weltkönnen zudem jederzeit und gegebenenfalls gleichzeitig auf die frei verfügbaren digitalen Exponate zugreifen – wichtig für Wissenschaftler, die sich so die eine oder andere Reise in fremde Archive sparen und ohne teure Transporte oder kostspielige physische Kopien Stücke aus unterschiedlichen Sammlungen gleichzeitig untersuchen können.

Auch kleine Objekte wie dieser Schlangenschädel wurden im neuen 3D-Scanner des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung in Darmstadt im Berliner Museum für Naturkunde gescannt.

Auch kleine Objekte wie dieser Schlangenschädel wurden im neuen 3D-Scanner des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung in Darmstadt im Berliner Museum für Naturkunde gescannt.

Foto: Carola Radke/Museum für Naturkunde Berlin

Privatpersonen profitieren ebenfalls: Durch die Digitalisierung werden die zu einem großen Teil aus Platzgründen in Archiven gelagerten Stücke für Menschen auf der ganzen Welt erlebbar. Wer möchte, kann sich auf dem Sofa über den mörderischen Kiefer eines Hais gruseln, per Smartphone einen Spaziergang durch die Fossiliensammlung des Museums machen oder am heimischen Schreibtisch ein Dinosaurierskelett zusammenbasteln – beobachtet vom realistisch positionierbaren Affenmodell, das ebenfalls mit wenigen Klicks auf dem Bildschirm erscheint.

Sicherheitskopien als Nebeneffekt

Ganz nebenbei entsteht bei der Digitalisierung auch gleich eine Art Back-Up, wie Mallison betont: Sollten das Museum einmal durch ein Feuer, ein Erdbeben oder ein anderes Unglück zerstört werden, hätte man zumindest noch die digitalen Modelle, betont er – nicht ganz dasselbe, aber arbeiten ließe sich notfalls auch mit den Sicherheitskopien. 

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