Die Forschungsfrage dieser Arbeit lautet: Ist Structure from Motion in der Lage, die oftmals sehr teuren und zeitaufwändigen Photogrammetrie-Projekte zur Erstellung von dreidimensionalen Architekturmodellen abzulösen? Zur Beantwortung dieser wird zunächst eine kurze Einführung in digitale 3D-Modelle in der digitalen Kunstgeschichte gegeben. Am Beispiel von Schloss Versailles wird erläutert, wie diese schon heute zum Einsatz kommen. Anschließend wird die Technologie SfM im Detail erläutert und von herkömmlichen photogrammetrischen Verfahren abgegrenzt. Es folgt die Beschreibung des für diese Arbeit erstellten Anwendungsfalls zur digitalen 3D-Rekonstruktion des Diana Tempels in München im Stil der Renaissance. Anhand der Erkenntnisse aus Forschung, aktuellem Einsatz von digitalen 3D-Modellen in Versailles und dem digitalen 3D-Modell des Dianatempels wird abschließend im Fazit die Forschungsfrage beantwortet und ein Ausblick für die weitere Forschung gegeben.
Die aktuellen Zeiten der digitalen Revolution sind geprägt durch ein stark exponentielles Wachstum. So zeigen beispielsweise Forschungen zu der Entwicklung der technologischen Speicherkapazität, dass sich diese von 2,64 Mrd. Gigabytes im Jahr 1986 innerhalb von 60 Jahren mehr als verhundertfacht hat, auf rd. 294,98 Mrd. Gigabytes im Jahr 2007. Während im Jahr 1986 noch nahezu 100% der Informationen analog gespeichert wurden, so wurden im Jahr 2007 bereits fast 94% der Informationen digital abgesichert. Dies verdeutlicht sowohl das exponentielle Wachstum der verfügbaren Speicherkapazitäten allgemein als auch die Entwicklung der digitalen Technologien. Der Beginn des „digitalen Zeitalters“ wird im Jahr 2002 vermutet, als es erstmals möglich war mehr Informationen digital als analog zu speichern.
Diese Entwicklungen sind auch für die Kunstgeschichte äußerst interessant. So werden in der digitalen Kunstgeschichte heute bereits digitale 3D Modelle historischer Architektur für die Visualisierung und Interpretation von Architekturrekonstruktionen verwendet. Laut Lutteroth und Hoppe besteht dieser digital unterstützte architekturhistorischer Diskurs bereits seit etwa 25 Jahren. Dennoch werden viele Potenziale aktuell noch nicht ausgenutzt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Digitale 3D-Modelle in der digitalen Kunstgeschichte
3. Das Schloss Versailles 3D-Projekt
4. Structure from Motion
5. Structure fom Motion Beispiel: Diana Tempel in München
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Anwendbarkeit der Technologie „Structure from Motion“ (SfM) als kostengünstige und zeitsparende Alternative zu herkömmlichen photogrammetrischen Verfahren in der digitalen Kunstgeschichte. Ziel ist es, anhand eines praktischen Anwendungsfalls die Potenziale und Grenzen der Technologie für die 3D-Rekonstruktion historischer Architektur aufzuzeigen und zu evaluieren, ob sie bestehende, aufwendige Methoden ablösen kann.
- Grundlagen digitaler 3D-Modelle in der Kunstgeschichte
- Einsatzmöglichkeiten von 3D-Visualisierungen am Beispiel von Schloss Versailles
- Technologische Funktionsweise und Historie von Structure from Motion
- Praktische Umsetzung: 3D-Rekonstruktion des Diana Tempels in München
- Methodische Bewertung und Ausblick auf künftige Forschungspotenziale
Auszug aus dem Buch
4. Structure from Motion
Structure from Motion (SfM) ist ein photogrammetrisches Entfernungsbildverfahren, zur Schätzung dreidimensionaler Strukturen aus zweidimensionalen Bildsequenzen. Das heißt: ein Verfahren zur Erstellung von digitalen 3D-Modellen aus Fotos. Structure from Motion basiert auf den gleichen Grundprinzipien wie die herkömmliche Photogrammetrie, wonach 3D-Strukturen aus einer Reihe von überlappenden, versetzten Bildern erstellt werden können (Abb. 1). Structure from Motion unterscheidet sich jedoch grundlegend von der konventionellen Photogrammetrie, da die Geometrie der Szene, die Kamerapositionen und die Orientierung automatisch gelöst werden, ohne dass a priori ein Netz von Bildern mit bekannten 3D-Positionen festgelegt werden muss. Das Fehlen der 3D-Positionen wird über Rekonstruktionsalgorithmen gelöst. Es handelt sich daher um eine vergleichsweise kostengünstigere Methode. Structure from Motion ist eine analytische Nachbildung der Fähigkeit von Menschen und Tieren zum räumlichen Sehen. Die Geometrie einer Szene wird durch Aufnahmen dieser Szene berechnet, die aus verschiedenen Betrachtungswinkeln fotografiert wurden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung beleuchtet das exponentielle Wachstum digitaler Technologien und deren Relevanz für die Kunstgeschichte, insbesondere im Kontext der digitalen 3D-Modellierung von Architektur.
2. Digitale 3D-Modelle in der digitalen Kunstgeschichte: Dieses Kapitel erläutert die historische Entwicklung von Computergrafik und CAD-Anwendungen sowie deren wissenschaftliches Potenzial für die kunsthistorische Forschung.
3. Das Schloss Versailles 3D-Projekt: Anhand des umfassenden Digitalisierungsprojekts von Versailles werden die praktischen Anwendungsmöglichkeiten und Ziele bei der Erhaltung und Vermittlung von Kulturerbe aufgezeigt.
4. Structure from Motion: Hier werden die technologischen Grundlagen, die Funktionsweise der automatischen Geometrieberechnung und die Abgrenzung von der klassischen Photogrammetrie dargestellt.
5. Structure fom Motion Beispiel: Diana Tempel in München: Der praktische Teil beschreibt detailliert den Workflow von der Datenerfassung mittels Smartphone bis zur computergestützten Generierung und Bereinigung eines 3D-Modells.
6. Fazit: Das Fazit bewertet die Ergebnisse des Praxistests und diskutiert die Eignung der Technologie für zukünftige kunsthistorische Rekonstruktionsprojekte.
Schlüsselwörter
Structure from Motion, Digitale Kunstgeschichte, 3D-Rekonstruktion, Photogrammetrie, Architekturgeschichte, VisualSFM, Meshlab, Digitale 3D-Modelle, Kulturerbe, Virtuelle Modellierung, Punktwolken, Schloss Versailles, Diana Tempel, Computer Vision, Digitalisierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Die Arbeit untersucht, inwiefern die Technologie „Structure from Motion“ als effiziente Methode zur Erstellung von 3D-Modellen in der Kunstgeschichte genutzt werden kann.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Zentrale Themen sind die digitale 3D-Rekonstruktion historischer Architektur, die technologischen Grundlagen der Bildauswertung und die kritische Auseinandersetzung mit modernen Digitalisierungsprojekten.
Was ist die primäre Forschungsfrage?
Die zentrale Frage lautet, ob „Structure from Motion“ teure und zeitintensive Photogrammetrie-Projekte bei der Erstellung von 3D-Architekturmodellen ersetzen kann.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine Kombination aus Literaturrecherche, Analyse bestehender Fallbeispiele (Versailles) und einem eigenen praktischen Experiment zur 3D-Modellierung verwendet.
Was umfasst der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Einführung, die Vorstellung eines Referenzprojekts und die detaillierte Beschreibung eines eigenen, durchgeführten Modellierungsprozesses.
Was zeichnet die Arbeit aus?
Die Arbeit zeichnet sich durch die Verknüpfung von technischer Informatik-Methodik mit kunsthistorischen Forschungszielen aus.
Warum wurde der Diana Tempel als Testobjekt gewählt?
Der Diana Tempel dient als konkretes, lokal verfügbares Anschauungsobjekt, um an einem Renaissance-Bau die Praxistauglichkeit der Software VisualSFM unter realen Bedingungen zu testen.
Welches Fazit zieht die Autorin bezüglich der Forschungsfrage?
Die Autorin verneint die Forschungsfrage, da die Technologie bei hochauflösenden, professionellen Anforderungen noch keine vollständige Alternative zur herkömmlichen Photogrammetrie darstellt, betont jedoch den hohen Nutzen als schnelles, kostengünstiges Arbeitsinstrument.
- Quote paper
- Lisa Marie Wolf (Author), 2022, Structure from Motion - Mögliche Einsatzgebiete in der digitalen Kunstgeschichte, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1220517
