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.

In: Ondřej Chvojka (ed.), Archeologické prospekce a nedestruktivní archeologiev Jihočeském kraji, kraji Vysočina, Jihomoravském kraji a v Dolním Rakousku. Sborník z konference, Jindřichův Hradec 6. 3. – 7. 3. 2013. Archeologické výzkumy v jižních Čechách – Supplementum 9, 2013, 245–254.

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.

Archaeologia Austriaca 108, 2024

Drone-based 3D documentation has already been applied for years in archaeological research as well as in heritage protection and building or art history. In addition, a three-dimensional mapping of objects with the aid of structure-from-motion (SfM) technology is becoming common in these fields. In using them, the question arises of down to what size small variations in the surface texture can be resolved simply from photos or if other methods for 3D documentation, e.g. laser scanners, have to be used. Within the framework of this pilot project showing results of three-dimensional applications on a medieval wall painting, a so-called tin-relief, we prove that even ultra-faint variations on a submillimetre scale can be visualized and documented.

Archäologie in Westfalen-Lippe, 2013

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..........