Porzellanbrennöfen im Fürstenberger Schloss

3D-Scan der ältesten, noch erhaltenen Porzellanbrennöfen Europas

3D-Bestandserfassung

Nachdem das Team der Berliner TrigonArt in Fürstenberg angekommen war, wurden sie durch die betreuenden Archäologen Frau Dr. Sonja König und Herrn Dr. Stefan Krabath durch das einsturzgefährdete Gebäude geführt und auf den neuesten wissenschaftlichen Stand der Ausgrabung gebracht. Auf diesem Rundgang wurden den 3D-Vermessern die wichtigsten Strukturen und Befunde erläutert sowie auf besonders sensible Bereiche aufmerksam gemacht. Im Anschluss konnte das Team um TrigonArt mit der 3D-Erfassung beginnen. Zunächst wurden vorhandene und zusätzliche Passmarken mit Hilfe eines Tachymeters eingemessen, so dass dass spätere 3D-Modell zum einen in die Landeskoordinaten eingebettet und zum anderen die Einzelscans präziser miteinander verknüpft werden konnten. Die eigentliche 3D-Vermessung der Reststrukturen des ehemaligen Brennhauses der Porzellanmanufaktur Fürstenberg erfolgte anschließend mit Hilfe eines der neuesten 3D-Laserscanner der Firma Leica. Die Wände und der Boden wurden vollständig innerhalb von einem Tag aus rund 35 Einzelstandpunkten dreidimensional erfasst. Abschließend wurden die Überreste des Gebäudes noch vollständig fotografisch, für die spätere fotorealistische Textur, dokumentiert. Dafür wurde der Raum mit Hilfe eines Lichtsystems vollständig und gleichmäßig ausgeleuchtet. So entstanden rund 300 Digitalfotos für die spätere Texturierung des 3D-Modells.

Datenauswertung und 3D-Modellberechnung

Die entstandenen Punktwolken wurden miteinander, anhand der tachymetrisch vermessenen Einzelpunkte, verknüpft, so dass am Ende des ersten Auswertungsschrittes eine komplexe Punktwolke des gesamten Brennhauses entstand. Im zweiten Auswertungsschritt entstand nun das wirkliche 3D-Modell, in dem die Punktwolke trianguliert wurde. Der so entstandene 3D-Datensatz ist wiederum der Ausgangsdatensatz für die weitere Auswertungen, die virtuelle Rekonstruktion, die Ausgabe von Animationen und die Fertigung des physischen Ausstellungsmodells. Das 3D-Modell wurde zunächst mit einer synthetischen Grauwerttextur belegt. Bei diese Textur werden feinste Oberflächenstrukturen am besten sichtbar, daher eignet sich diese besonders gut für wissenschaftliche Dokumentationen und Auswertungen. Anschließend wurde das gesamte 3DModell mit den hochaufgelösten Digitalfotos texturiert. Der so entstandene fotorealistische Eindruck gibt die originalen Farbinformationen wieder. Der entstandene .obj-Datensatz bietet sich daher gerade für die Einbindung in Animationen und Filme sehr gut an.

Wissenschaftliche Dokumentation

Neben der 3D-Sicherungs- und Bestandsdokumentation in Form des 3D-Modells der Überreste des Brennhauses wurde auch eine 2D-Dokumentation in Form von Mess- und Orthobildern erstellt.

Virtuelle Rekonstruktion

Einer der wichtigsten Aufgaben der TrigonArt bestand in der virtuellen Rekonstruktion der verschiedenen Brennöfen. In enger Zusammenarbeit mit den beteiligten Archäologen und den Brennmeistern der Porzellanmanufaktur Fürstenberg sowie auf Basis von alten Zeichnungen und Plänen wurden die drei Brennöfen rekonstruiert und in das vorhandene 3D-Modell eingesetzt. Aus Anschauungszwecken wurden anschließend Schnitte durch das 3D-Modell gezogen, so dass man auch in das Innere der virtuellen Rekonstruktion schauen und den Brennprozess besser nachvollziehen kann. Nach Aussage der Wissenschaftler und Brennmeister könnte man diese Brennöfen auch wieder originalgetreu aufbauen und in Betrieb setzen.

Fertigung eines Ausstellungsmodells

Nach Abschluss der virtuellen Rekonstruktion wurde aus dem 3D-Modell ein Fertigungsdatensatz für die Herstellung eines hochwertigen Ausstellungsmodells erstellt. Die Entscheidung für eines der möglichen Rapid-Prototyping-Verfahren für die Fertigung des Modells war schnell gefallen, da nur mit einem dieser Verfahren die Detailgenauigkeit erreicht werden konnte, die für das Modell angebracht ist. Aufgrund der sehr guten Erfahrungen der TrigonArt entschied man sich für einen 3D-Pulverdruck in Kunststoff. Dabei wird das Modell in 0,1 mm Schichten Stück für Stück aufgebaut und abschließend noch einmal mit Epoxydharz ausgehärtet.

Animation

Ein weiterer Bestandteil der Ausstellung im Fürstenberger Schloss ist eine Animation über das Brennhaus und die Rekonstruktion der Brennöfen, die ebenfalls durch das Team der TrigonArt erstellt wurde. Auf Basis des fototexturierten 3D-Modells wurde eine virtuelle Kamerafahrt durch die Reststrukturen und die virtuell rekonstruierten Brennöfen gerendert. Um den Besuchern den Aufbau und die Funktionsweise des Porzellanbrandes näher zu bringen, wurde die Animation anschließend noch vertont.