Kartierung der Tunnel aus dem 1. Weltkrieg in Vauquois, Frankreich
Das Schlachtfeld von Vauquois in Frankreich erzählt eine kaum bekannte Geschichte des Minenkriegs im Ersten Weltkrieg. Dieses Gebiet war vier Jahre lang Schauplatz von Kämpfen, bei denen das auf einem Hügel gelegene Dorf Vauquois vollständig zerstört wurde. Französische und deutsche Truppen gruben außerdem kilometerlange Stollen unter den Stellungen der jeweils anderen Seite. So konnten sie Sprengstoffminen legen, um den Feind von unten zu „bombardieren“. Mehr als 14.000 Soldaten kamen dabei ums Leben.
Man muss Vauquois selbst erlebt haben, um die Schwierigkeiten – und die Verzweiflung – zu verstehen, die ein tagelanges Leben tief unter der Erde unter nassen, kalten und beengten Bedingungen mit sich bringt. Natürlich kann nicht jeder nach Frankreich reisen und persönlich durch die verbliebenen Stollen kriechen. Deshalb bringt eine Gruppe von Forschern der Virginia Tech das Schlachtfeld mit Hilfe von Reality Capture und Virtual Reality (VR)-Technologien in die Klassenzimmer und Museen.
„Wir haben eine große virtuelle Umgebung aufgebaut, die auch physische Modelle der Tunnel enthält, so dass man echte Objekte fühlen kann, während man eine VR-Brille trägt. Das alles basiert auf Laserscans“, sagte Todd Ogle, leitender Direktor der angewandten Forschung für immersive Umgebungen und Simulationen an der Virginia Tech.
Scanning des Schlachtfelds und der engen Tunnel
In Zusammenarbeit mit den Universitätsbibliotheken, dem Department of Visual Arts und zahlreichen anderen Fachbereichen reiste das Team von Visualizing History im Jahr 2016 zum ersten Mal nach Vauquois im Nordosten Frankreichs, finanziert durch einen Bundeszuschuss. Zehn Tage lang verwendeten sie einen herkömmlichen terrestrischen Laserscanner, um Details des zerfurchten Schlachtfelds zu erfassen.
Ihre Fortschritte verlangsamten sich jedoch beträchtlich, als sie versuchten, das Innere der Tunnel zu scannen, erinnert sich Phat Nguyen, Professor für Bildende Kunst an der Virginia Tech. „Es gab enge Räume, in die wir mit unserem terrestrischen Scanner nicht hineingelangen konnten und es war zeitaufwändig, das Gerät immer wieder neu aufzustellen, um kleine Bereiche zu scannen“, sagte Nguyen.
Nur wenige Tage vor der nächsten Frankreichreise des Teams erwarb das Team ein GeoSLAM ZEB Horizon in der Hoffnung die Zeit vor Ort effizienter zu gestalten. Das kleine handgeführte Gerät enttäuschte nicht.
Scannen schwieriger Bereiche mit dem ZEB Horizon
Ohne eine spezielle Schulung, nur mit Hilfe des Benutzerhandbuchs, erfasste das Team mit dem GeoSLAM-Gerät die Scandaten in den Tunneln mehr als dreimal schneller als mit dem terrestrischen Scanner. Und auch oberirdisch wurde der ZEB Horizon eingesetzt, um die engen Gräben, die breiten Bombenkrater und ein Kirchenfundament zu scannen.
„Geschwindigkeit ist entscheidend, wenn man mit einem knappen Budget arbeitet.“, sagte Nguyen.
Die Datenerfassung war nicht nur schneller, auch konnte das Team effizienter arbeiten, da die GeoSLAM-Software die Scandaten auf dem Laptop in Echtzeit zu einer Punktwolke verarbeitete. Sie sahen, wo Daten fehlten, so dass sie zurückgehen und sie aufnehmen konnten, bevor sie die Baustelle verließen. So entstand eine viel genauere und vollständigere virtuelle Umgebung.
Zurück auf dem Campus der Virginia Tech holte sich das Team das Fachwissen von Studenten und Lehrkräften aus zahlreichen Fachbereichen – Bildende Kunst, Geschichte, Pädagogik, Informatik, Bergbauingenieurwesen und Film – ins Haus, um ein lebensgroßes Modell eines Tunnels zu bauen und die virtuelle Umgebung des Schlachtfelds zu erzeugen. Dies ermöglicht es den Studierenden, mit VR-Headsets durch die Szene zu „laufen“ und sie sowohl visuell als auch haptisch zu erleben.
Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des ZEB-HORIZON sind für VR-Projekte im Bildungswesen und in der Denkmalpflege wie dieses aus zeitlichen und finanziellen Gründen von entscheidender Bedeutung. Die Verarbeitung von VR-Daten ist extrem zeitaufwändig, was bedeutet, dass die eingesparte Zeit beim Scannen vor Ort eine Menge Fördermittel eingespart hat. Das Ergebnis ist eine realistische und überzeugende Erfahrung.
Das Team von Virginia Tech Visualizing History beschränkt sich nicht nur auf die Schaffung von Bildungserlebnissen aus ihrer 3D-Datensammlung. Sie beginnen nun auch ihre VR-Fähigkeiten auf andere kommerzielle Anwendungen des mobilen Laserscannings anzuwenden.
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(Hinweis: Hierbei handelt es sich um eine Übersetzung aus dem englischen Beitrag von GeoSLAM.)
