Objekte digitalisieren: Fotogrammetrie oder 3D-Scan?

Ein Depot voller Objekte, ein Digitalisierungsprojekt im Haushalt und die Frage, womit man anfängt. Die Angebote, die daraufhin hereinkommen, sind schwer vergleichbar: Das eine spricht von Fotogrammetrie, das andere von Streifenlichtscannern, und beide nennen das Ergebnis ein 3D-Modell. Der Unterschied ist real und er entscheidet, wofür der Datensatz später taugt.

Fotogrammetrie: aus Bildern wird Form

Das Objekt wird aus vielen Richtungen fotografiert, oft mehrere hundert Aufnahmen mit großzügiger Überlappung. Eine Software sucht in den Bildern wiedererkennbare Punkte, errechnet daraus, wo die Kamera jeweils stand, und leitet daraus die Oberfläche ab. Der Maßstab kommt über einen mitfotografierten Referenzmaßstab hinein.

Die Stärke liegt in der Farbe: Die Textur stammt direkt aus den Fotos und trägt jede Bemalung, jede Fassung, jede Patina. Bei großflächigen und bemalten Objekten ist das Ergebnis eindrucksvoll und der Aufwand je Stück gering — weshalb sich das Verfahren für Serien anbietet.

Die Schwäche liegt dort, wo den Bildern die Anhaltspunkte fehlen: einfarbige, glatte, glänzende Oberflächen. Eine polierte Metallschale ist für die Fotogrammetrie ein schwieriger Fall, ein bemaltes Holzrelief ein leichter.

Streifenlicht: Form wird gemessen

Hier wird ein Muster aus hellen und dunklen Streifen auf das Objekt projiziert und von zwei Kameras beobachtet. Aus der Verformung des Musters auf der Oberfläche ergibt sich die Geometrie — direkt gemessen, nicht aus Bildern erschlossen. Farbe wird dabei getrennt aufgenommen und später auf die Form gelegt.

Die Stärke ist das feine Relief: Werkzeugspuren, Punzierungen, Inschriften, Abnutzung an Griffflächen. Alles, was man mit dem Finger ertasten würde, bildet dieses Verfahren zuverlässiger ab. Dafür ist der Aufwand je Objekt höher, und sehr große Stücke werden mühsam.

Die beiden Verfahren nebeneinander

Bei Sammlungsserien wählt man üblicherweise ein Verfahren für alle Objekte, damit der Bestand vergleichbar bleibt. Bei Einzelstücken mit besonderer Bedeutung lassen sich beide kombinieren: gemessene Form, fotografierte Farbe.

Was ein Objekt aufwendig macht

Der Aufwand je Stück hängt weniger an der Größe als an der Geometrie. Eine kompakte Form lässt sich in wenigen Durchgängen vollständig erfassen; alles, was Hinterschneidungen hat — Henkel, durchbrochene Ornamente, ineinandergreifende Teile —, braucht viele zusätzliche Ansichten und deren Zusammenführung.

• Hinterschneidungen und Hohlräume: Was von keiner Seite einsehbar ist, bleibt eine Lücke im Modell. Ganz geschlossene Innenräume erfasst kein optisches Verfahren.
• Oberfläche: Glänzend, transparent oder tiefschwarz ist schwierig — lösbar über Beleuchtung und Polarisation, aber mit mehr Aufwand.
• Standfestigkeit: Ein Objekt, das nur in einer Lage sicher steht, lässt sich schlechter von allen Seiten aufnehmen als eines, das gedreht werden darf.
• Größe am Rand des Messfelds: Sehr kleine Objekte brauchen eine feinere Optik, sehr große mehrere zusammengesetzte Aufnahmen.

Zwei bis drei Fotos aus verschiedenen Richtungen reichen uns, um das in der Anfrage einzuschätzen. Bei Serien genügt ein repräsentatives Stück — und der Hinweis, wie stark die übrigen davon abweichen.

Was ein Archiv wirklich braucht

Die Verfahrensfrage wird ausführlich diskutiert, die wichtigere Frage selten: In welcher Form kommt der Datensatz an, und wer kann ihn in zwanzig Jahren noch öffnen? Ein Modell im Hausformat einer Scansoftware ist genau so lange nutzbar, wie deren Lizenz läuft und der Hersteller existiert.

• Ein offenes, dokumentiertes Format für die Archivfassung — OBJ oder PLY werden von freier Software gelesen.
• Die Texturen getrennt in voller Auflösung, damit sie unabhängig vom Modell weiterverwendbar bleiben.
• Eine reduzierte Fassung für Anzeige und Web, die auch auf einem Telefon läuft. Das Archivmodell hat oft mehrere hundert Megabyte.
• Ein Aufnahmeprotokoll im Klartext: Verfahren, Auflösung, Maßstabsbezug, Datum. Ohne diese Angaben ist ein Modell eine Behauptung.

Wenn Ihre Einrichtung Vorgaben zu Benennung, Metadaten oder Farbmanagement hat, nennen Sie sie in der Anfrage. Im Nachhinein lässt sich manches nur durch erneute Aufnahme korrigieren — Farbmanagement zum Beispiel gar nicht.

Wie ein Aufnahmetag im Haus abläuft

Für größere Bestände richten wir einen Raum ein und schleusen die Objekte nacheinander durch. Gebraucht werden eine Stellfläche von wenigen Quadratmetern, Strom und ein Tisch, der ruhig steht — Erschütterungen im Boden sind bei feinen Aufnahmen der häufigste Störfaktor. Der Aufbau dauert etwa eine Stunde, danach läuft es in einem Takt.

Wie viele Stücke an einem Tag durchlaufen, hängt an der Handhabung mehr als an der Technik: Objekte, die frei bewegt werden dürfen, gehen deutlich schneller als solche, die nur von zwei Personen und mit Handschuhen umgesetzt werden. Planen Sie deshalb jemanden aus dem Haus ein, der das Umsetzen übernimmt — wir fassen nichts an, was wir nicht anfassen sollen.

Der schonende Teil

Beide Verfahren arbeiten berührungsfrei. Das Mattierungsspray, das beim technischen Bauteilscan glänzende Flächen behandelbar macht, kommt bei Kulturgut nicht zum Einsatz — schwierige Oberflächen löst man dort über Beleuchtung, Polarisation und mehr Aufnahmen. Was das Objekt tatsächlich belastet, ist das Bewegen. Deshalb ist die Aufnahme im Haus der Einrichtung fast immer die schonendere Lösung als ein Transport.