Ägyptische Kindermumie: Neues Verfahren kombiniert 3D-Farbcans und Computertomographie
Die Mumie „Sherit“ in kombinierter CT- und 3D-Scan-Darstellung. Das hellblaue Gitter dient nur zu Illustrationszwecken. Es symbolisiert die jetzt mögliche Kombination von farbigen 3D-Oberflächenscans mit den dreidimensionalen Daten des Inneren, die bei einem CT-Scan erzeugt werden.
Copyright: Artec3d.com/de
Luxembourg (Luxembourg) – Ein neues Verfahren kombiniert bisherige 3D-Farbscans mit den Ergebnissen der Computertomographie. Am Beispiel einer ägyptischen Kindermumie wurde die neue Methode, die mit detaillierte Innen- und Außenansichten das bislang präziseste 3D-Modell der Mumie darstellt, nun eindrucksvoll demonstriert.
Das von den Unternehmen Artec 3D und Volume Graphics vorgestellte Verfahren zu einzigartigen Bildern kombiniert damit 3D-Scanning und Computertomographie, die bislang nichts miteinander zu tun hatten.
„Die Informationen zur Geometrie und Farbe der Mumie werden mit dem 3D-Streifenlichtscanner ‚Artec Eva‘ erfasst und über eine computertomographische Aufnahme gelegt, die mit dem CT-Scanner ‚Siemens AXIOM‘ erstellt wurde“, erläutert die Aretc-3D-Pressesprecherin. „Das Ergebnis ist eine digitale Kopie der Mumie, die sowohl ihr Inneres als auch ihr Äußeres in allen Einzelheiten zeigt.“
Zwar liefern CT-Scanns umfassende Detailinformationen zur inneren Struktur eines Körpers, gibt aber keine Farbinformationen wieder, sodass bislang eine wirklich realistische Darstellung des Objekts nicht möglich war. Mit der neuen Funktion von „Volume Graphics“ (Version 3.1), einer Software zur Analyse und Volumenvisualisierung von 3D-Daten, können nun die beiden Daten-Sets zusammengeführt werden.
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In dem Projekt „Mumie Sherit“ fand die neuen Methode eine erste und zugleich eindrucksvolle Anwendung. „Sherit“ ist das altägyptische Wort für „die Kleine“ und bezeichnet Mumie eines ägyptischen Mädchens, das vor 2.000 Jahren starb und derzeit im Rosicrucian Egyptian Museum im kalifornischen San José aufbewahrt wird.
„Unser Anliegen bei diesem Projekt war es, die Geschichte dieses kleinen Mädchens zu erzählen“, erklärt Julie Scott, Leitende Direktorin des Museums. „Die Mumie befand sich zwar schon seit den 1930er Jahren in unserem Museum, doch wir wussten immer noch sehr wenig über sie. Wir haben nach einer Möglichkeit gesucht, mehr über sie zu erfahren, ohne ihre Bandagen anzutasten.“
Sherit wurde bereits 2005 einer Computertomographie unterzogen, mit der die Forscher ihr ungefähres Alter und ihren Gesundheitszustand zu Lebzeiten ermitteln konnten: „Als das Mädchen starb, war es zwischen viereinhalb und sechs Jahre alt. Ihr Körper wurde in feines Leinen eingewickelt und mit runden Ohrringen, einem Amulett und einer Kette aus der Römerzeit bedeckt – was vermuten lässt, dass es aus einer wohlhabenden Familie stammt. Die an der Untersuchung beteiligten Ärzte glauben, dass sie wahrscheinlich an einer Durchfallerkrankung oder einer Gehirnhautentzündung starb.“
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In einem nächsten Schritt wurde dann das CT-Bild von Sherit mit einem hochpräzisen 3D-Scan zusammengeführt. Dieser wurde mit „Artec Eva“ aufgenommen, der ein vollfarbiges 3D-Bild der äußeren Oberfläche produzierte.
Durch den Einsatz der 3D-Streifenlichtscan-Technologie war es möglich, einen schnellen Scan durchzuführen, ohne Zielmarken an der empfindlichen Mumienoberfläche anzubringen. Die 3D-Scanner von Artec liefern hierzu hochauflösende 3D-Bilder mit einer Farbtiefe von 24 Bit pro Pixel und geben die echten Farben des Objekts wider. Dank der verbesserten Visualisierungsfunktion der 3D-Modellierungssoftware Artec Studio 12 sieht der Nutzer die 3D-Daten beim Rotieren als vollständig gerenderte Scans und nicht als Punktwolken. Dadurch wird die Bearbeitung und Überprüfung des 3D-Modells sehr viel einfacher.“
Diese Mumie war relativ einfach zu scannen, weil sie eine komplexe Geometrie, eine abwechslungsreiche Farbe und natürliche Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche aufwies“, berichtet Anna Galdina von Artec, die die Mumie einscannte. „Das einzige, was den Scan etwas schwieriger machte, war die Bitte des Museums, den Scanner nicht direkt über die Mumie zu halten. Das schränkte das Spektrum an Winkeln ein, aus denen ich sie scannen konnte. Doch da der Scanner so vielseitig ist, war auch das keine große Sache.“ Der eigentlich 30-minütige Scanvorgang konnte mit der neuen Technologie bereits in 10 Minuten durchgeführt werden.
Die Mumie Sherit wird mit „Artec Eva“ gescannt.
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Das 3D-Bild wurde als Farbnetz gespeichert, das sowohl die Farb- als auch die Geometriedaten enthält. Mit dem CT-Scan hatte man auf schonende Weise die internen Strukturen der Mumie vollständig erfasst – ein Bereich, der dem optischen 3D-Scanner verborgen bleibt. Anhand des CT-Scans wurde das dreidimensionale Volumen berechnet, das sämtliche Gewebe- und Geometrieinformationen beinhaltete.
Zur Verknüpfung mussten anschließend dann beide Scans nur noch zu einem 3D-Modell verknüpft werden. Hierfür wurde das Farbnetz auf die vom CT-Scan errechnete Objektoberfläche platziert. Das Ergebnis war die präziseste digitale Kopie der Originalmumie, die es bislang gibt – innen wie außen.
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„Es wird interessant sein zu sehen, was die Nutzer mit unserer Software machen – jetzt, da ihre Volumendaten eine neue Dimension erhalten“, so Christof Reinhart, CEO von Volume Graphic. „Indem wir farbige Punktwolken und Netze hinzufügen, können wir die Welt der optischen und der CT-Scans miteinander verschmelzen lassen. Wir sind total gespannt darauf, wie diese Funktion eingesetzt wird!“
3D-Modell der Mumie Sherit, erstellt mit dem 3D-Scanner Artec Eva und gerendert in Artec Studio 12.
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Bislang mussten CT-gescannte Objekte extra koloriert werden, um ihre Oberfläche realistisch wirken zu lassen. Dieser Schritt ist nun nicht mehr notwendig, wenn man 3D-Farbscanning mit CT-Scans kombiniert. Farbnetze können in Version 3.1 der Volume Graphics-Software importiert und mit den CT-Daten zusammengeführt werden. Das ermöglicht es, Objekte besser zu dokumentieren, lebensechter und präziser darzustellen und eine umfassende visuelle Analyse durchzuführen.
Anwendungsbereiche neu neuen Technologie sehen deren Macher unter anderem in der Denkmalerhalt, der forensische Medizin, in Archäologie, Anthropologie und in den medizinischen Wissenschaften. Zugleich sind aber natürlich auch gewerbliche Anwendungen denkbar, wenn es darum geht, Details im Inneren eines Objekts im Zusammenhang mit der Farbe der Oberfläche zu untersuchen.
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