Museale Objekte digital erfassen

Am Kunstwerk „Vieux cheval de mine“ (Altes Grubenpferd) von Constantin Meunier (1831 – 1905, Belgien) wurde ein Scanverfahren mittels Smartphone durchgeführt und anschließend über eine manuelle Pipeline in einen 3D-Gaussian-Splat überführt. Gerade glänzende Oberflächen wie polierte Metalle stellen für lasergestützte Scanverfahren eine Herausforderung dar. Bei diesem Verfahren hingegen wird ausschließlich mit Bildern gearbeitet, wodurch sich auf der Oberfläche spiegelnde Lichtreflexe in das Modell integrieren lassen. Dies hat den Vorteil, dass die Beleuchtungssituation exakt so wiedergegeben werden kann, wie sie für das gescannte Objekt zu diesem Zeitpunkt bestand. Dadurch können Reflexions- und Glanzeffekte, aber auch Lichtbrechungseffekte, die sich auf das Erscheinungsbild einer Oberfläche auswirken, realistischer als mit anderen Verfahren dargestellt werden.

Solche Effekte werden beim 3D Gaussian Splatting durch Spherical Harmonics dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine mathematische Methode, mit der sich beschreiben lässt, wie sich die Farbe einer Oberfläche je nach Blickwinkel verändert. Statt jedem Punkt im Modell nur eine feste Farbe zuzuweisen, speichert das System Informationen darüber, wie sich die Farbe aus verschiedenen Blickrichtungen verändert. So entstehen Glanzlichter und Reflexionen, die sich mitbewegen, wenn man das Modell dreht oder den Betrachtungswinkel wechselt. Je mehr solcher Informationen gespeichert werden, desto realistischer wirkt die Oberfläche – allerdings auf Kosten von mehr Speicherplatz und Rechenleistung. Deshalb wird in der Praxis meist ein guter Mittelweg gewählt. Besonders bei Objekten wie polierten Metallen oder Bronzefiguren sorgt diese Technik dafür, dass Lichtreflexe lebendig und natürlich erscheinen