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Visualisieren mit dem Computer Ein interaktives Schädelmuseum in 3D

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

An der amerikanischen St. Cloud State University in Minnesota haben Wissenschaftler die Grundlage für ein interaktives Schädelmuseum geschaffen. Dabei geholfen haben Artec Spider und Artec Studio 10.

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Schädel in 3D: An der St. Cloud State University entsteht ein interaktives Museum für Tierschädel.
Schädel in 3D: An der St. Cloud State University entsteht ein interaktives Museum für Tierschädel.
(Bild: SCSU VizLab)

In der Medizin ist es noch gar nicht so lange her, dass Tote untersucht wurden. Später kamen Tiere hinzu, die für medizinische Untersuchungen herhalten mussten. Doch der beste Weg wäre es natürlich, bei medizinischen und ärztlichen Untersuchungen auf Tiere zu verzichten. Stattdessen ist es besser, auf eine detaillierte 3-D-dimensionale Darstellung der Schädel zurückzugreifen.

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Forscher des Visualization Lab-Teams an der St. Cloud State University in Minnesota arbeiten genau daran. Dabei werden die Wissenschaftler von Artec Spider und Artec Studio 10 unterstützt. Der Scanner Artec Spider leistete beispielsweise bereits gute Dienste für Effekte in Film und Fernsehen: Dazu zählt die Tricktechnik in Jurassic World.

Das Ansinnen der Forscher liegt vielmehr in der wissenschaftlichen Untersuchungen eines Schädels. „Nur mit dem Spider war es überhaupt möglich, unser Vorhaben wie geplant umzusetzen”, sagte Visualization Engineer Mark Gill, Leiter des Visualization Lab (VizLab) der St. Cloud State University.

Ein Museum für Schädel

Das Schädelmuseum ist eines der ersten Projekte, an denen VizLab gearbeitet hat. Aufgabe des Teams ist es, Visualisierungs-, Erlebnis- und Multimedia-Lösungen für die komplexen Anforderungen der Universität zu entwickeln. Das schließt die Entwicklung neuer Software für Lehr-, Forschungs- und praktische Aktivitäten ein, für die es bislang keine passenden Lösungen auf dem Markt gibt.

„Wir arbeiten eng mit den Mitgliedern der Fakultäten zusammen, um exakt die Programme und Lösungen zu entwickeln, die sie benötigen“, erklärt Gill. Die Studenten, die an der Softwareentwicklung mitarbeiten, erhalten auf diese Weise Einblick in Verfahren und Technologien, die sie im Rahmen ihres regulären Lehrplans nicht kennengelernt hätten.

Doch zurück zum interaktiven Schädelmuseum: Das Museum entstand im Rahmen einer praktischen Übung für Biologiestudenten der St. Cloud State University: Hierbei sollten die Merkmale von verschiedenen Säugetierschädeln untersucht werden, die von gemeinsamen entwicklungsgeschichtlichen Vorfahren zeugen. Um das Projekt umzusetzen, hat das Visualization Lab erst kürzlich zwei Artec 3D-Scanner erworben, Artec Eva und Artec Spider.

Das interaktive Museum für Schädel

Viele Scanner nur für große Objekte

„Bevor wir die beiden Scanner besaßen, hatten wir einfach keine Möglichkeit, solche Aufgaben zu bearbeiten“, betont Mark Gill. „Wir haben zwar Modeling-Tools wie 3DS Max eingesetzt und die meisten unserer Modelle per Hand erstellt. Die exakte Nachbildung echter Gegenstände erwies sich dabei allerdings oft als sehr schwierig. Die Scanner, die wir bisher benutzt haben, sind zudem eher für den Consumer-Bereich gedacht und eignen sich mehr für sehr große Objekte. Wir hatten auch bereits einige Photogrammetrie-Lösungen im Einsatz – allerdings mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen.“

Der 3-D-Handscanner Artec Spider füllt so eine Lücke, die schon seit einiger Zeit bestand. Mit diesem Gerät lassen sich nun beispielsweise alte Maschinenteile nachkonstruieren und 3-D-Modelle archäologischer Artefakte wie Pfeilspitzen oder Tonscherben erstellen. Das Visualization Lab-Team kann nun zudem Gegenstände von unschätzbarem Wert als 3-D-Modell ausdrucken oder elektronische Archive von Museumsleihgaben anlegen. „Die Details der Scans, die wir von Spider erhalten, sind in ihrer Qualität so gut, dass wir direkt mit der geometrischen Analyse der gescannten Oberflächen beginnen können“, erzählt Gill.

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