Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
Montag, 31 März 2014 02:00

Digitalisierung des Renaissance-Innenhofes der Festung von Vélez Blanco im Metropolitan Museum of Art (New York)

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Digitalisierung des Renaissance-Innenhofes der Festung von Vélez Blanco im Metropolitan Museum of Art (New York) Anfang 1904 veräußerten die Herzöge von Medina Sidonia, in deren Besitz sich die Festung von Vélez Blanco (Andalusien/Spanien) befand, das wenige Mobiliar das damals noch in der Festung verblieben war. Im Mai des selben Jahres verkauften sie zudem das Schmuckstück des Bauwerks, den Renaissance-Innenhof mit seinen herrlichen Reliefs aus weißem Macael-Marmor für 80.000 Peseten an den französischen Händler J. Goldberg.

Stein für Stein wurden die Fragmente auf Karren zum Hafen von Cartagena gebracht und von dort aus nach Marseille verschifft. Im Jahr 1913 erwarb George Blumenthal das Bauwerk, und vermachte es nach seinem Tod im Jahre 1954 dem Metropolitan Museum in New York, wo es noch heute aufgebaut ist und eine der Hauptattraktionen darstellt.

Derzeit ist die Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía, das Kulturamt der Region Andalusiens, dabei, anhand eines umfassenden Restaurierungsverfahrens das geschichtliche Andenken wieder herzustellen, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Rennaissance-Innenhof liegt. Die Finanzierung dieses Projektes wird ebenfalls durch das Kulturamt der Region Andalusiens sichergestellt.

RESTAURIERUNG MITTELS 3D-SCAN
Neue Scanverfahren ermöglichen es, Repliken von Kunstgegenständen anzufertigen, ohne diese zu berühren. Dies bedeutet einen erheblichen Vorteil, da etwaige Beschädigungen vermieden werden können. Herkömmliche Verfahren verwenden Harze oder Silikone, um daraus eine Gussform der Objekte herzustellen - eine relativ risikoreiche Vorgehensweise, da die Gefahr besteht, dass Teile des Gegenstands am Silikon der Form haften bleiben.

Das Metropolitan Museum of Art in New York beauftragte nun das Kulturamt der Region Andalusiens mit der Erstellung einer Kopie des Rennaissance-Innenhofs unter Anwendung eines neuen 3D-Scanverfahrens, um eine Beschädigung des Kunstwerks zu vermeiden. Die Digitalisierung des Innenhofs (Abmessungen 17 x 12 m, Höhe 9 m) wurde mit einem handgeführten 3D-Laserscanner (entwickelt von Steinbichler Optotechnik) durchgeführt. Da viele 3D-Laserscanner sehr empfindlich auf Glanz und Tageslicht reagieren, ist der T-SCAN Sensor derzeit das einzige am Markt verfügbare System, das in Umgebungen mit ständig wechselnden Lichtverhältnissen problemlos eingesetzt werden kann. Die 3D-Digitalisiersysteme von Steinbichler werden in Spanien und Portugal exklusiv von der Firma DeltaCAD vertrieben. DeltaCAD ist zudem als Dienstleister für 3D-Digitalisierprojekte tätig. Mit der Digitalisierung der Marmorteile des Innenhofs mit dem T-SCAN System wurde im August 2008 in New York begonnen. Das Messsystem ist außerordentlich mobil und kann einfach transportiert werden - eine Datenerfassung vor Ort ist somit ohne weiteres durchführbar. Der Laserscanner erfasst mit einem ungefähr 100 mm breiten Laserstrahl Millionen Punkte in den zu scannenden Bereichen, wobei die Daten aus einem Abstand von etwa 10 cm zu der zu scannenden Oberfläche aufgenommen werden. Das Gerät kann aufgrund seiner hohen Ergonomie vom Bediener einfach und sehr intuitiv bedient werden.

FUNKTIONSPRINZIP DES T-SCAN LASERSCANNERS
Ein sichtbarer Laserstrahl (670 nm, Laserklasse 2) wird mit Hilfe eines rotierenden Polygonspiegels linienhaft ausgelenkt und scannt die Oberfläche des Messobjektes mit hoher Aufnahmefrequenz ab. Nach dem Prinzip der Triangulation wird aus der Kenntnis der Auftreffposition des zurückreflektierten Laserlichtes in der Empfängeroptik der Messabstand errechnet.

Die exakte Raumposition des Scanners in allen 6 Freiheitsgraden (6D, d. h. die drei Raumkoordinaten und die drei Drehwinkel) wird durch ein optisches Trackingsystem bestimmt, welches mit seinen drei Infrarotkameras mindestens drei von insgesamt 29 Infrarotmarkern, die sich auf dem Scanner befinden, identifiziert. Durch die Bewegung des Scanners wird die Objektoberfläche vollständig erfasst und die gemessenen 3D-Koordinaten (Punktwolke) werden in Echtzeit auf dem Monitor dargestellt. Ein Pilotstrahl und Leuchtdioden auf der Scannerrückseite garantieren die optimale Abstandseinstellung des Scanners während der Bewegung über die Oberfläche. Mit DeltaCAD wurde ein kompetenter Dienstleistungspartner beauftragt - das Unternehmen besitzt umfangreiche Erfahrung im Bereich der Koordinatenmesstechnik (frühere Projekte umfassten z.B. die 3D-Digitalisierung von Formel 1 Fahrzeugen oder Formen für den Werkzeugbau, aber auch von Objekten wie Figuren für die "Fallas", einem Volksfest in Valencia oder von Skulpturen berühmter spanischen Bildhauer). Die erfassten und mit der Mess- und Auswertesoftware T-SCANplus aufbereiteten 3D-Daten liefern die Grundlage zur Erzeugung eines mathematischen Modells der Objektoberfläche von höchster Qualität. So kann z.B. im Fahrzeugbau die äußere Form eines Modells präzise erfasst werden. Die so erzeugten Daten dienen als Basis für die weitere Verarbeitung in CAD-Programmen oder zur Generierung entsprechender Fräsprogramme. Die 3D-Datenerfassung der entsprechenden Abschnitte des Renaissance-Innenhofes wurde im August 2008 vorgenommen. Anschließend wurden die einzelnen Scandaten zusammengefügt und aufbereitet, um eine vollständige Oberflächenbeschreibung, die eine originalgetreue, virtuelle Kopie des Renaissance-Innenhofs darstellt, zu erhalten. Die Scandaten wurden zur Erstellung der Replik an die Escuela de Marmol de Andalucìa in Fines (andalusische Steinmetzschule) weitergegeben. Hier wird nun eine Kopie des Renaissance-Innenhofs Stein für Stein aus Macael-Marmor nachgefertigt.

Die Finanzierung des umfangreichen Vorhabens (3D-Digitalisierung durch DeltaCAD, Marmorarbeiten durch die Escuela de Mármol) wurde von der Consejería de Cultura (dem spanischen Kulturamt) durch Mitwirkung der Empresa Pública des Gestión de Programas Culturales (öffentliche Einrichtung zur Leitung kultureller Programme) übernommen. Die ausführende Firma DeltaCAD unterhält Büros in Madrid, Barcelona, Bilbao und Portugal, und verfügt über umfassende Erfahrung im Bereich der optischen 3D-Digitalisierung sowie CAD/CAM. Neben Beratung, Verkauf und Schulung bietet DeltaCAD auch Dienstleistungen für Konstruktion, Reverse Engineering und 3D-Scanning an. Die Sensoren zur 3D-Digitalisierung von Steinbichler Optotechnik (COMET, T-SCAN) werden in Spanien und Portugal exklusiv von DeltaCAD vertrieben.

Weitere 3D-Scan Projekte, die mit Produkten der Steinbichler Optotechnik von DeltaCAD im Bereich Kunst durchgeführt wurden:

  • Templo Expiatorio de la Sagrada Familia
  • Arbeiten für diverse Bildhauer (Lorenzo Quinn, Eduardo Capa, Antonio Lopez, Marina Nunez)

Anfahrt / Adresse



Carl Zeiss Optotechnik GmbH
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83115 Neubeuern
+49 8035 8704 0


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