Digitalisierung der historischen Basilika Notre Dame demonstriert die Fähigkeiten von Ray II bei der Efassung von Bauwerken

Die Basilika Notre Dame in Montreal, Kanada. Bild verwendet unter der Creative Commons-Lizenz

Kein Spaziergang durch die Innenstadt von Montreal ist komplett ohne einen Besuch der berühmten Basilika Notre Dame: Diese imposante neugotische Kirche zählt zu den beliebtesten Sehenswürdigkeiten der Stadt und ist nicht nur ein beeindruckendes architektonisches Meisterwerk, sondern auch eine Zeitkapsel der lokalen Geschichte.

Die Kathedrale wurde 1656, 14 Jahre nach der Gründung Montreals, erbaut. In ihr verewigt sind auf Gemälden und Buntglasfenstern bedeutender Persönlichkeiten aus der ereignisreichen Vergangenheit der Stadt. Dazu gehören religiöse Führer wie Marguerite Bourgeoys sowie der Stadtgründer Paul Chomedey de Maisonneuve.

Wie nicht anders zu erwarten, wurde die Basilika Notre-Dame im Laufe der Zeit zu einem geschätzten Wahrzeichen in Montreals belebten Straßen und verleiht der heute modernen Stadt weiterhin ein wertvolles historisches Flair. Doch, wie viele andere Kulturdenkmäler auch, benötigt auch die Basilika ständige Instandhaltung: Seit 2020 laufen Restaurierungsarbeiten an der Außenfassade, einschließlich Mauerwerk, Verkleidungen und Glockentürmen.

Da die Monumente der Welt zunehmend zerbrechlich wirken, setzen viele auf 3D-Scanning zur digitalen Erhaltung von Zeugnissen des kulturellen Erbes. Jedoch kann sich die Erfassung eines ganzen Gebiets oder Bauwerks deutlich schwieriger gestalten, als es zunächst klingen mag. Denn beliebte Touristenattraktionen sind meist von Menschen übersät, wodurch Gebäude für 3D-Scanner und andere Datenerfassungsgeräte quasi unerreichbar werden. Zudem sind bedeutende Kulturstätten oft riesig und erfordern daher eine ultraschnelle, leistungsstarke Digitalisierungs-Lösung.

3D-Scan der Außenfassade der Basilika, Artec Ray II. Bild mit freundlicher Genehmigung von Solidxperts

Hier nun kam der Gold-zertifizierte Artec Partner Solidxperts ins Spiel. Als das Expertenteam den brandneuen Artec Ray II zum ersten Mal in die Hände bekommen hatte, wollte es direkt dessen Fähigkeiten bei der Erfassung von Gebäuden erproben – und die Basilika Notre Dame schien der perfekte Testfall zu sein. Die Digitalisierung des berühmtesten Wahrzeichens der Stadt, so ein weiterer Gedanke, würde es für zukünftige Generationen bewahren und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit von Ray II bei der Erfassung großer Flächen demonstrieren.

Das Juwel in Kanadas Krone erobern

Als das Solidxpert-Team vor Ort eintraf, um die Basilika zu scannen, standen zunächst die Umgebung und der Maßstab der Basilika im Vordergrund. Wie erwartet wimmelte es in dem Gebiet von Menschen. Zudem war es so riesig, dass es in der eisigen Kälte des kanadischen Winters Tage gedauert hätte, es zu erfassen.

Ray II aber ermöglichte eine schnelle, einfache und intuitive Erfassung: Dank des integrierten Displays lässt sich das Gerät ohne Laptop einrichten und über die Artec Remote App fernsteuern. Das Team scannte von rund 25 Standorten aus und erfasste dabei die Kathedrale aus verschiedenen Winkeln. Das VIS-System von Ray II erwies sich dabei als entscheidend für die 3D-Raumnavigation und trug dazu bei, dass keines der charakteristischen Merkmale des Ortes unerfasst blieb.

Solidxperts‘ 3D-Scan in Artec Studio. Bild mit freundlicher Genehmigung von Solidxperts

Auch die Basilika beherbergt neben einer Statue des Gründers von Montreal eine ganze Reihe an Sehenswürdigkeiten. Um sicherzustellen, dass auch diese erfasst werden, wurde Ray II kreisförmig um das Denkmal platziert – alle benötigten Daten wurden mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2 Millionen Punkten/Sek. Nach nur wenigen Stunden hatte das Team einen vollständigen Datensatz zusammengestellt und war mit den Ergebnissen sehr zufrieden.

„Unsere Scans sind unglaublich“, sagte Alexandre Gosselin, Leiter für AM- und 3D-Scanning bei Solidxperts. „Eines der erfassten Gebäude ist etwa 30 Stockwerke hoch und hat eine Glasfassade (was das Scannen sehr schwierig macht). Okay, einige Fenster sind nicht perfekt gelungen, aber man kann die gesamte Basilika und sogar die umliegenden Straßen sehen. Wir haben diese Objekte aus über 100 Metern Entfernung erfasst. Die Reichweite von Ray II ist unglaublich, wenn man darüber nachdenkt!“

Artec Ray II scannt die Statue des Gründers von Montreal 3D. Bild mit freundlicher Genehmigung von Solidxperts

Erstellen eines immersiven 3D-Modells

Die Datenverarbeitung begann in Artec Studio, wo Solidxpert die erfassten Scans bereinigte, ausrichtete und zu einem detaillierten 3D-Polygonnetz zusammenfügte. Der Doppelscan-Algorithmus von Ray II entfernte effektiv bewegte Objekte, darunter zuvorderst Passanten. Dank der kabellosen Funktionalität und des langlebigen Akkus des Scanners gelang die saubere Datenerfassung laut Gosselin unglaublich einfach. Und die Werkzeuge zur Ausreißerentfernung und die Radiergummi-Funktion der Software erwiesen sich als gewohnt praktisch, um den letzten Schliff zu verleihen, ohne dazu Daten in Drittanbietersoftware exportieren zu müssen.

Das resultierende Modell wurde als derart lebensecht, dass das Team von Solidxperts nun davon überzeugt ist, eines Tages mit demselben Ansatz ein 3D-Modell mit ausreichender Tiefe für VR-Anwendungen erstellen zu können. Um zusätzliche Details zu erfassen, wollen die Experten die Multi-Resolution-Fusion-Funktion von Artec Studio nutzen und 3D-Scans verschiedener Auflösungen zu kombinieren. Ein weiteres Mittel ist KI-Photogrammetrie, um die Ergebnisse mithilfe von Drohnenbildern/-videos zu optimieren.

„Ich habe zwar Zugang zu einer Drohne, doch in Montreal gibt es strenge Beschränkungen für Drohnenflüge und Flugrouten rund um die Stadt. Daher müsste ich prüfen, ob das möglich ist“, fügt Gosselin hinzu. „Wir hätten auch einige Teile der Statue mit Leo scannen können, um Details besser zu erfassen, und diese Scans dann zusammen mit den Ray-II-Daten in denselben Datensatz importieren können. Zusammen erfassen Leo und Ray II sehr schnell mehr Daten – ich sehe in diesem Bereich großes Potenzial.“

Das finale 3D-Modell des Montreal-Gründers in Artec Studio. Bild mit freundlicher Genehmigung von Solidxperts

Der wachsenden Nachfrage gerecht werden

Artec 3D-Scanning hat sich bereits zu einem äußerst beliebten Mittel zur Erhaltung von Kulturdenkmälern weltweit entwickelt. Über ein Netzwerk zuverlässiger Partner konnte Artec 3D mit seinen Technologien schon alles Denkbare digitalisieren – von Wahrzeichen im Mutterland Luxemburg bis hin zu antiken Relikten für eine Dokumentation des Discovery Channel – und dabei realistische 3D-Modelle entstehen lassen.

Viele dieser Objekte wurden mithilfe einer Kombination aus handgeführten Artec Geräten, LiDAR und photogrammetrischer 3D-Datenerfassung digitalisiert. Solidxperts verzeichnet mittlerweile eine steigende Nachfrage nach diesen Lösungen in der Architektur- und Baubranche, wo eine vollständige Detailerfassung für die effektive Standortplanung, -analyse und -nachrüstung unerlässlich ist.

„Derzeit arbeiten viele unserer Ray II Kunden im Bauwesen“, so Gosselin. „Ein besonders eindrückliches Anwendungsbeispiel ist ein Kunde, der eine Plattform für einen Maschinenpark bauen möchte. Dort gibt es Rohrleitungen, andere Kleinteile und Maschinen. Unser Ziel ist es, die gesamte Umgebung zu scannen – alle Rohre, alle Kabel, alle Geräte in ihrem aktuellen Zustand. Anschließend können Sie diese Daten einfach in SolidWorks importieren und die Struktur ausschließlich auf Basis der Scandaten erstellen.“

Mit dem Scan der Basilika hat das Solidxperts-Team nicht nur einen Teil des historischen Montreals digitalisiert, sondern auch eine Welt voller Möglichkeiten eröffnet – denn Digitalisierung im großen Maßstab war noch nie so einfach. Es bleibt spannend, welche Infrastruktur – ob alt oder neu – nun als Nächstes gescannt wird.