Das Heilige bewahren: 3D-Scan und Replikation der die Statue der heiligen Anna von Auray

Das Heiligtum der Heiligen Anna von Auray ist ein Symbol des Glaubens und der Geschichte und zieht jährlich Tausende von Pilger:innen an. Die über hundert Jahre alte Skulptur der Heiligen Anna von Auray ist jedoch Witterungseinflüssen und Alterungsprozessen ausgesetzt, insbesondere, wenn sie zu besonderen Anlässen im Freien gezeigt wird. Diese Fallstudie beleuchtet den innovativen Weg, diese wertvolle Skulptur durch eine digitale Kopie mittels des hochmodernen optischen 3D-Scansystems TrackScan-Sharp und des Farbscanners iReal zu bewahren.

Die Skulptur der der Heiligen Anna von Auray ist ein bedeutendes religiöses Artefakt in der Gemeinde Auray in der Bretagne, Frankreich. Die Gemeinde gilt nach Lourdes und Lisieux als drittbeliebtester Wallfahrtsort Frankreichs. Die Skulptur ist Teil des reichen kulturellen Erbes des Heiligtums, das seit dem 17. Jahrhundert Ziel von Pilgerreisen ist.

3D-Scan der Skulptur „Statue de la Dévotion“ von Sainte Anne d’Auray

Das Hauptziel bestand darin, präzise Repliken der verehrten Skulptur „Statue de la Dévotion“ sowie ihres zugehörigen Bogens zu erstellen – beide über 100 Jahre alt. Die Skulptur ist 1 Meter hoch und detailreich aus Holz geschnitzt, während der Bogen die Maße 2 x 2 x 2,5 Meter aufweist. Zudem mussten mehrere Accessoires, darunter eine Krone und eine Halskette aus wertvollen Materialien, digital erfasst werden.

Laserscannen und digitale 3D-Modelle leisten einen wichtigen Beitrag zur Bewahrung, Restaurierung und digitalen Darstellung kultureller Artefakte, wobei sie höchste Authentizität und Präzision garantieren. Diese Technologie ermöglicht die detaillierte Erfassung von Form, Struktur, Textur und sogar Farbe, und schafft damit einen vollständigen digitalen Zwilling, der für vielfältige Zwecke nutzbar ist.

Herausforderungen bei der Messung der Skulptur und Zubehörteile

Detailgenauigkeit: Sicherstellen, dass selbst die feinsten Details präzise dokumentiert werden.
Nicht-invasive Technik: Eine nicht-invasive, zielmarkierungsfreie Methode anwenden, um die Integrität der wertvollen Skulptur zu bewahren.
Vor-Ort-Scannen: 3D-Scannen der Statue vor Ort im Heiligtum, um Transport und mögliche Schäden zu vermeiden.
Vielseitigkeit: Eine Vielzahl von Artefakten, von großflächigen Bögen bis hin zu den filigranen Details von Kronen und Halsketten, verwalten.

SCANOLOGY 3D-Lösung für den Erhalt kulturellen Erbes

Der scanology-Händler BTRD3D setzte das optische 3D-Messsystem TrackScan-Sharp und den 3D-Farbscanner iReal M3 für das Projekt zum Erhalt des kulturellen Erbes ein.

Optisches 3D-Messsystem TrackScan-Sharp

Das TrackScan-Sharp wurde für seine Großvolumenmessung, seine außergewöhnliche Präzision und seine Fähigkeit zur Detailerfassung verwendet. Das System ermöglichte es dem Bediener, die Skulptur aus verschiedenen Winkeln zu scannen, ohne dass Zielmarkierungen oder physische Berührung erforderlich waren, was entscheidend war, um die Oberflächen der Artefakte nicht zu beschädigen.

Das TrackScan-Sharp optische 3D-Messsystem, ausgestattet mit dem tragbaren i-Scanner und dem innovativen i-Tracker, ist für die präzise Messung großformatiger Teile konzipiert. Es bietet eine bemerkenswerte Tracking-Reichweite von bis zu 6 Metern, einen weiten volumetrischen Bereich von 49 m³ und eine hohe volumetrische Genauigkeit von bis zu 0,049 mm innerhalb von 10,4 m³.

iReal M3 3D-Farbscanner

Der iReal M3 3D-Farbscanner wurde ebenfalls verwendet, um die vollständige Farbe und Textur der Skulptur zu erfassen. Mit seinen Infrarotlaser- und strukturierten Lichtmodi ermöglicht der Scanner eine reibungslose 3D-Datenerfassung in verschiedenen Anwendungen – sei es beim Scannen von Menschen oder Objekten, drinnen oder draußen. Diese Kombination ermöglicht eine detaillierte Reproduktion von Texturen und Farben, die das originale Aussehen des gescannten Objekts genau widerspiegeln.

3D-Scannen und Datenverarbeitung

Bogenscanner: Fünf hochauflösende Scans bei 0,7 mm wurden in etwa 3,5 Stunden durchgeführt. Die Daten wurden in PolyWorks zusammengeführt, was zu insgesamt 172 Millionen Datenpunkten führte.

Scannen der Statue: Ein einzelner Scan im Super-Koordinatenumwandlungsmodus wurde in 40 Minuten bei einer Auflösung von 0,1 mm abgeschlossen, was 80 Millionen Punkte ergab.

Farberfassung: Ein zusätzlicher Scan mit iReal lieferte Farbinformationen in nur 10 Minuten bei einer Auflösung von 0,25 mm.

Zubehör scannen: Hochauflösende Scans bei 0,06/0,075 mm dauerten 1,5 Stunden.

Digitale Modellierung und Skulpturierung

Die letzte Phase bestand in der digitalen Modellierung und Skulpturierung, um exquisite Modelle und Zubehörteile zu erstellen, die für den 3D-Druck vorbereitet wurden.

Vorteile von SCANOLOGY 3D-Lösung

Präzise Details: Mit leistungsstarker Hardware und Software lieferte TrackScan-Sharp hochpräzise Messergebnisse mit einer Genauigkeit von bis zu 0,025 mm und stellte sicher, dass selbst die komplexesten Details erfasst wurden. Die Software verwaltete mehrere Dutzend Millionen Punkte auf einem Standardcomputer und ermöglichte es den Bedienern, die Skulptur in einer Weise zu reproduzieren, die der Originalskulptur treu blieb.

Nicht-invasives 3D-Scannen: Dank des optischen Trackings und des 3D-Scannens von TrackScan-Sharp waren keine Zielmarkierungen oder physischer Kontakt während des Prozesses erforderlich, was die Integrität der heiligen Objekte bewahrte.

Vor-Ort-Scannen: Die Die Mobilität von TrackScan ermöglichte direktes Scannen innerhalb des Heiligtums. Es war unempfindlich gegenüber Kälte und Feuchtigkeit, sodass es sogar unter schwierigen Bedingungen vor Ort eingesetzt werden konnte.

Vielseitigkeit: Der blaue Laser zeichnete sich auf allen Oberflächen, einschließlich reflektierender Oberflächen, aus. Dank des robusten Algorithmus verarbeitete TrackScan-Sharp effizient Objekte unterschiedlichster Größe, vom großen Bogen über die Halsketten bis hin zu den feinen Details der Krone, die weniger als 2 mm groß sind. Darüber hinaus war es einfacher, aus jedem Winkel zu scannen, unabhängig davon, ob die Formen dünn oder flach waren.

Farbtreue Textur: Dank seiner dualen Infrarotlaser erfüllt der iReal M3 die Anforderungen an die 3D-Datenerfassung unterschiedlicher Größen und Materialien in unterschiedlichen Szenen. In Kombination mit der 3D-Mapping-Software ermöglicht er zudem die Erfassung farbtreuer und detaillierter Texturen.

Fazit

Ein Hauptvorteil dieses Ansatzes ist die Fähigkeit, präzise 3D-Daten zu erfassen, ohne physisch mit den empfindlichen Artefakten in Kontakt zu treten, die in verschiedenen Größen vorliegen. Diese nicht-invasive Methode hilft, eine weitere Verschlechterung durch Handhabung zu verhindern. Darüber hinaus bieten die digitalen Modelle und 3D-gedruckten Modelle im Falle von Schäden oder Verlusten eine wertvolle Referenz für eine präzise Rekonstruktion.

Das SCANOLOGY 3D-Scanprojekt in der Basilika Sainte Anne in Sainte-Anne-d'Auray bewahrte nicht nur die physische Substanz der Artefakte, sondern eröffnete auch ein neues Kapitel in der Denkmalpflege und -replikation. Die erfolgreiche Replikation dieser heiligen Gegenstände sichert ihr Erbe für zukünftige Generationen und bewahrt die historische Bedeutung der Basilika.

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