Gymnasiasten auf Hawaii tauchen mit Artec Eva kopfüber in das 3D-Scannen ein

3D-Scans sorgen für spannenden Geschichtsunterricht und motivierte Schüler.

Das Mid-Pacific Institute ist eine Privatschule in Honolulu, Hawaii, die von der Vorschule bis zum Internationalen Abitur führt. Sie blickt auf eine lange Tradition innovativer Konzepte und immersiver Lernprogramme zurück. Damit das Lernen mehr Spaß macht, setzen die Lehrer modernstes Equipment ein und lassen die Schüler mit Virtual Reality, 3D-Scanning, 3D-Druck und anderen Technologien arbeiten.

Auf dem Lehrplan steht auch eine neue Form der Geschichtsvermittlung: die „Museum Studies“. Dieser Kurs wurde nach dem Kauf der Artec 3D-Scanner Eva und Spider eingeführt.

„Normalerweise würden wir diesen Kurs nicht anbieten“, stellt Tony Johansen fest, Technologieexperte der Mid-Pacific-Schule. „Früher hatten wir den Kurs „Denkmalschutz“ im Programm, der sich auf das 3D-Scanning großer Objekte via LiDAR-Technik konzentrierte. Diese Technik ist aber nicht in der Lage, die kleineren Objekte, um die es in diesem Kurs geht, im Detail wiederzugeben. Außerdem ist bei Artec-Scannern die Scan- und Verarbeitungszeit kürzer.“

Während des Kurses besuchen die Schüler historische Stätten und Museen, um Artefakte in 3D einzuscannen. Die erfassten Daten werden verarbeitet und zuweilen auch als 3D-Modell unter Sketchfab.com (einer Plattform für 3D- und Virtual-Reality-Inhalte) veröffentlicht. In der Regel arbeiten die Schüler in Zweier- oder Dreiergruppen. Ein Schüler scannt den Gegenstand, ein anderer hält den Laptop und der dritte kontrolliert die Datenerfassung. Sie wechseln sich ab, speichern die Scans und reichen das Equipment an eine andere Gruppe weiter, die das nächste Objekt scannt. Wenn sie wieder in der Schule sind, bleibt ihnen mehrere Wochen Zeit, um ihre Scanprojekte fertigzustellen und Recherchen zum historischen Kontext sowie zur kulturellen Bedeutung des gescannten Gegenstands anzustellen.

In der Regel arbeiten die Schüler in Zweier- oder Dreiergruppen. Ein Schüler scannt den Gegenstand, ein anderer hält den Laptop und der dritte kontrolliert die Datenerfassung.

„Wir arbeiten mit dem Bereinigungseditor und dem Ausrichtungstool. Dann führen wir über Fast Fusion-Tools eine Grobregistrierung durch, um Polygonnetze zu erstellen“, erklärt Tony Johansen. „Anschließend setzen wir ggf. den Filter für kleine Objekte, die „Hole Filling“-Funktion, den Editor und die Netzvereinfachung ein. Zum Schluss texturieren und exportieren wir das Modell.“

Die Schüler rufen das Modell in Meshlab auf, um zu überprüfen, ob der Export funktioniert hat. Manchmal vereinfachen sie es auch für Sketchfab und fügen Anmerkungen hinzu.

Dieser sitzende Buddha wurde auf einem Ausflug ins Honolulu Museum of Art mit Artec Spider eingescannt. Die aus dem 2. oder 3. Jahrhundert n. Chr. stammende Figur ist eine der frühesten Darstellungen des Buddha Siddhartha Gautama – der seinen Anhängern angeblich untersagte, sein Bildnis anzubeten.

3D-Modell von einer Buddha-Figur, gescannt mit Artec Spider.

Im Scankurs des Mid-Pacific Institutes haben die Schüler die Möglichkeit, mehr über die historischen Objekte und ihre Bedeutung zu erfahren. Außerdem können sie enger mit den Museumskuratoren zusammenarbeiten, die für den 3D-Scan häufig nicht ausgestellte Gegenstände vorschlagen, zu denen normale Besucher keinen Zugang haben. Durch die Integration der 3D-Technologie in den Unterricht werden die Schüler motiviert, Inhalte zu erarbeiten, die den Unterricht anschaulicher machen. Darüber hinaus wird ihr Interesse am Erhalt kostbarer Kulturgüter geweckt.

Offensichtlich macht es den Schülern viel Spaß, im Unterricht einen 3D-Scanner benutzen zu dürfen. Hier ihre Berichte:

James Marchant (Oberstufe):

Als wir unsere Scanner bekamen, dachte ich zuerst, dass es einfach nur Dinger mit blitzenden Lichtern sind. Aber nach unserem ersten Scan wurde mir klar, dass das die neue Methode sein wird, um unsere Geschichte zu dokumentieren. Man kann damit nicht nur eine perfekte Kopie des historischen Objekts machen – man kann die Kopie auch online stellen und Leuten auf der ganzen Welt zeigen. Das Scannen am Computer ist simpel, es sind wirklich nur ein paar Klicks. Wenn man das Programm erst einmal kennt, kann man einfach scannen, die Daten hochladen und das Rauschen entfernen (also Bereiche, die man für den Scan nicht braucht). Das Programm macht den Rest. Die Scanner könnten außerdem eines der größten Probleme lösen, mit dem Museen zu kämpfen haben, wenn sie ihre Exponate bekannt machen wollen: Sie erlauben die Interaktion mit den Objekten. Und das ist beim Lernen mittlerweile entscheidend.

James Marchant (Oberstufe): Nach unserem ersten Scan wurde mir klar, dass das die neue Methode sein wird, um unsere Geschichte zu dokumentieren.

Rachel Tanaka (Mittelstufe):

Mit dem Scanner können wir Gegenstände digitalisieren, die für die Nachwelt sonst vielleicht verloren gehen würden. Wir waren im East West Center und im Honolulu Museum of Art. Wir haben dort Ausstellungsstücke gescannt, verarbeitet, auf eine Website namens SketchFab hochgeladen und Beschreibungen dazu verfasst. SketchFab ist so eine Art Online-Museumsgalerie. Einige Museen auf der Welt zeigen ihre Objekte schon online, so wie wir es jetzt mit Hilfe der Scanner für die hawaiianischen Museen tun. In diesen Museen finden wir Objekte, die mit unserer Identität zu tun haben, zum Beispiel Gemälde oder Kleidungsstücke.

Rachel Tanaka (Mittelstufe): Mit dem Scanner können wir Gegenstände digitalisieren, die für die Nachwelt sonst vielleicht verloren gehen würden.

Jarron Carter (Mittelstufe):

Ich finde die Artec-Scanner und das, was wir damit machen, echt toll. Wir können damit Gegenstände erhalten, die für eine bestimmte Kultur oder ein Kulturgut eine symbolische Bedeutung haben. Als wir zum Beispiel einen Ausflug ins East West Center gemacht haben, durfte meine Gruppe eine Bai-Babytrage einscannen. Sie stammte von einer Volksgruppe in China, den Bai. Nachdem wird die Baby-Trage gescannt hatten, bestand unsere Aufgabe darin, mehr über Kultur der Bai zu erfahren. So kamen meine Gruppe und ich auf ein allgemeines Thema, nämlich die Rolle der Frau in China im Zeitalter des Bai-Volks. Außerdem finde ich es toll, wie einfach der Scanner zu benutzen ist. Wenn ich ihn zum Beispiel zu schnell bewege oder zu weit weg vom Objekt stehe, fängt der Scanner an zu piepsen. So sagt er mir, dass ich etwas falsch mache. Wenn man ihn das erste Mal ausprobiert hat, versteht man ziemlich schnell, wie er funktioniert.

Jarron Carter (Mittelstufe): Wenn man ihn das erste Mal ausprobiert hat, versteht man ziemlich schnell, wie er funktioniert.

Caitlin Wright (Mittelstufe):

Meine erste Erfahrung mit dieser Technologie habe ich im East West Center der Universität von Hawaii in Manoa gemacht. Erst war ich etwas nervös, weil ich dachte, dass Scannen schwierig ist. Aber nachdem ich es eine Weile ausprobiert hatte, war es wirklich einfach. Als wir wieder in der Schule waren, habe ich mit der Verarbeitung des Scans angefangen, was auch ziemlich simpel war. Am besten hat mir das Endergebnis gefallen. Während der Verarbeitung war das Objekt zwar sichtbar, aber erst nach der Texturierung konnte man es vollständig sehen. Das war cool: Alles war im Computer – Farben, Unebenheiten, Risse. Die digitale 3D-Version dieses Gegenstands bleibt uns jetzt für immer erhalten. Sie kann nicht zerstört werden, weder vom Menschen noch von der Natur.

Caitlin Wright (Mittelstufe): Die digitale 3D-Version dieses Gegenstands bleibt uns jetzt für immer erhalten. Sie kann nicht zerstört werden, weder vom Menschen noch von der Natur.