Tag Archive for '3D-modell'

Digital arkeologi i Örja – dåtiden möter framtiden

Försök med digital arkeologi i Örja
Under Örjas slutundersökning genomfördes det ett försök inom digital arkeologi. Metoden som användes kallas structure from motion och går ut på att ta ett antal vanliga digitalfoton med en vanlig kamera och omvandla dessa till 3d-modeller med hjälp av ett par olika datorprogram.  

Testerna genomfördes på initiativ av arkeologen Fredrik Larsson projektanställd av UV Syd under Örjagrävningen i samarbete med UV Syd, UV Teknik och Ingvar Kamprad Designcenter på Lunds Tekniska Högskola. Tanken bakom försöken var att se om metoden fungerade i exploateringsarkeologiska sammanhang och även se vilka möjligheter och svårigheter det var att genomföra structure from motion på arkeologiskt material. Över 10 000 bilder togs med helt olika motiv. Kulturlager, ett flertal konstruktioner såsom ugnar men även på olika typer av föremål togs stora mängder foton för vidare bearbetning.  

Stenpackning på gård 12 i Örja

Stenpackning på gård 12 i Örja

Tidigare har olika typer av 3d-tekniker använts för rekonstruktioner av byggnader eller av föremål inom arkeologin genom laserscanning men även 3d-modellering från grunden har genomförts. Framförallt att 3d-modellera från grunden kräver ofta en stor arbetsinsats vilket gjort metoden mindre intressant inom exploateringsarkeologin som forskningsmaterial. Genom structure from motion är det möjligt att på enkla sätt för arkeologerna själva ta bilder i fält och göra 3d-modeller som kan användas för att arbeta med ute i fält men även under grävningens efterbearbetning under rapportskrivning och publicering.  

Ofta har arkeologiska utgrävningar en ganska snäv tidsram vilket fotografering för 3d-modellering måste anpassas till om materialinsamlandet ska kunna genomföras. Utgrävningen i Örja visade sig vara ett utmärkt studiematerial då det framkom ett mycket stort arkeologiskt material med lämningar från neolitikum till nutid där bebyggelse och olika typer av konstruktioner fanns i flera faser samt ett mycket rikt fyndmaterial.  

Kvarnsten, gård 12 i Örja

Kvarnsten, gård 12 i Örja

Arkeologi innehåller idag stora informationsmängder som arkeologer måste ta hänsyn till när vi tolkar de lämningar som framkommer under utgrävningar. Genom att visualisera det vi arkeologer gräver bort kan det bli enklare att förstå och tolka fornlämningarna. 3d-modellerna från Örja gör det också möjligt för arkeologer att visualisera sina resultat för allmänheten och uppvisa hur vi nått fram till våra tolkningar. 

Nyckel från gård 12 i Örja

Nyckel från gård 12 i Örja

En 3d-modell är fullt vänd- och vridbar i alla led och kan på detta sätt ge mer information än ett vanligt foto som är i 2D. Arbetet med att utvärdera foton och modeller från Örja har nyligen påbörjats. Arbetet med att analysera Örjamaterialet kommer att fortsätta och kommer ge ytterligare en dimension till det övriga dokumentationsmaterial som producerades under Örjagrävningen. Ett tjugotal modeller från Örja-materialet är redan producerade. Bland annat användes Arc3D utvecklat av VISCIS forskningsgrupp K.U. Leuven i Belgien samt programmet Meshlab utvecklat av universitetet i Pisa och 3d-CoForm.  

Arkeolog Fredrik Larsson har också startat ett nätverk med inriktning på arkeologi och teknik. På nätverkets hemsida kommer mer av Örja-materialet att läggs ut framöver och kommer att kunna beskådas på www.archntech.com   

Nedan finns en filmsekvens som visar exempel från Örja av både konstruktioner och föremål. 

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=P0tDRxuf0j4[/youtube] 

Det är också möjligt att själv titta på några av 3d-modellerna i din webbläsare. För att göra detta ladda först ner denna plugin som finns här: Cortona-3D Viewer  

Sedan kan du titta på dessa modellerna i din webbläsare genom att öppna filerna här: 

Brunn
Sked
Dös
Nyckel
Stenpackning
Ugnsgrop

Text, bild och 3D: Fredrik Larsson

Dessa fantastiska maskiner…

Den tekniska utrustning som vi använder vid baptisteriet är en Faro Photon 80 laserskanner. På skannern är det monterat en Nikon D300 digital systemkamera med ett fisheyeobjektiv och tillsammans med detta använder vi också en Leica TS06 totalstation.

Håkan förklarar hur en laserskanner fungerar. Agostina Appetichia, Professor Barbro Santillo Frizell, Forskarassistent Simon Malmberg och Professor Anders Kaliff hör på.

En laserskanner är en typ av mätinstrument som sänder ut laserpulser och sedan registrerar hur dessa reflekteras tillbaka till skannern. På detta sätt registrerar den i varje skanning vinklar och avstånd för flera miljoner reflektioner mot ytor runt om skannern. Resultatet efter en skanning är ett ”moln” med punkter. Eftersom skannern också kan mäta reflexionsgraden i varje punkt är dessa graderade ungefär som ett svartvitt fotografi.

Det finns många olika typer av skanners för olika tillämpningar. Det finns skanners för att skanna små föremål eller för att dokumentera mycket små skillnader i ytor, tex hällristningar och det finns skanners för att skanna hela landskapsavsnitt från flygplan. Den skannern vi nu har använt har en hög noggrannhet men ”bara” en räckvidd på ca 75 m.

Fördelen med den typ av skanner som vi använder är att den skannar med en stor vertikalvinkel, dvs den skannar mer eller mindre allt runt omkring sig förutom stativet där den är uppställd. Kameran som är monterad på skannern är till för att ge färg åt punktmolnet eller åt de ”mesh” som man skapa vid efterbearbetningen.

Att skapa ett ”mesh” innebär att man förbinder de närmast liggande punkterna med varandra så att det mellan varje tre punkter bildas en triangulär yta. Eftersom dessa små ytor delar kanter med varandra skapar de tillsammans en stor yta som tar formen av den byggnadsdel som skannats. Det färdiga ”meshet” ges sedan textur med hjälp av projicerade fotografier. Resultat blir en mycket verklighetstrogen 3D-modell.

Detaljerad bild av ett ”mesh” där punkter omvandlats till ytor och sedan skuggas olika då en konstruerad ljuskälla belyser dem.

Vi har under förra veckan gjort ca 20 skanneruppställningar allt från uppe på vinden till utgrävningen nere under baptisteriet. För att kunna lägga ihop alla dessa skanningar så använder vi en form av schackrutiga markörer. Dessa registreras automatiskt av skannerns datorprogram och efter att vi har mätt in dessa med totalstationen kan alla skanningar läggas samman. Efter sammanläggningen kan vi studera baptisteriet från alla tänkbara vinklar och göra sektioner överallt genom byggnaden. Det är just detta som är fördelen med den här metoden – att man kan studera hur ”ute” förhåller sig till ”inne” och hur ”över” förhåller sig till ”under”.

Skanning av baptisteriets entré.

Just nu sitter vi och bearbetar resultaten och hoppas längre fram i veckan kunna visa lite bilder här på bloggen.

/Håkan & Hanna