Das Department für Geschichte des KIT und das Landesamt für Denkmalpflege Baden-Württemberg in Esslingen arbeiten als Projektpartner im Rahmen des eHeritage-Förderprogramms des BMBF daran, Kulturdenkmale der Technik mittels Methoden der SfM-Digitalisierung zu virtuellen 3D-Modellen aufzubereiten. Das Projekt wird von Erika Érsek, M.A. durchgeführt.

Ziele

Ziel des eHeritage-Projekts ist die 3D-Digitalisierung von historischen Kraftmaschinen zur Förderung der Objektforschung. Da bei technischen Anlagen die Funktion für die historische Einordnung und Bewertung besonders entscheidend ist, spielt bei der Übertragung des Originals ins Digitalisat die Darstellung der mechanischen Funktionsweise eine bedeutende Rolle. Umso wichtiger ist die Anwendung eines Verfahrens, das auf physikalischen Werten beruht und wissenschaftliche Fragestellungen ermöglicht.

Bei der Animationstechnik werden einzelne Abläufe manuell positioniert. Bewegung wird durch die Berechnung der Interpolation zwischen den Einzelbildern erzeugt. Da zwischen den verschiedenen Komponenten keine Verbindung und somit kein Wissen besteht, sind Analysen nicht möglich. Bei der Simulation beruht die Kinetik auf mathematischen Modellen, die mittels der Objektparameter berechnet wird. Auf diese Weise können selbst die Funktionsabläufe von Maschinen, die außer Betrieb sind, rekonstruiert werden. Fragestellungen nach der Kapazität und den Belastungsgrenzen können beantwortet werden. Weitere Abfragemöglichkeiten werden ermittelt.

Erste Ergebnisse zur Simulation der Mechanik wurden auf der Gyrolog-Tagung der Universität Stuttgart am 4. Januar 2021 präsentiert. Die Verfahrensweise und Ergebnisse der Simulation am Wasserpumpwerk (1762) in Schwetzingen im Video:

Quelle: KITopen Medienportal

Bei der Animationstechnik werden einzelne Abläufe manuell positioniert. Bewegung wird durch die Berechnung der Interpolation zwischen den Einzelbildern erzeugt. Da zwischen den verschiedenen Komponenten keine Verbindung und somit kein Wissen besteht, sind Analysen nicht möglich. Bei der Simulation beruht die Kinetik auf mathematischen Modellen, die mittels der Objektparameter berechnet wird. Auf diese Weise können selbst die Funktionsabläufe von Maschinen, die außer Betrieb sind, rekonstruiert werden. Fragestellungen nach der Kapazität und den Belastungsgrenzen können beantwortet werden. Weitere Abfragemöglichkeiten werden ermittelt.

Erste Ergebnisse zur Simulation der Mechanik wurden auf der Gyrolog-Tagung der Universität Stuttgart am 4. Januar 2021 präsentiert. Die Verfahrensweise und Ergebnisse der Simulation am Wasserpumpwerk (1762) in Schwetzingen im Video:

Quelle: KITopen Medienportal

Zweck

Der Forschung werden durch die Sammlung neue Studienobjekte zur Verfügung gestellt. Unzugängliche Anlagen und Bereiche können eingesehen werden, Begehungen vorbereitet und nachbereitet werden. Auf diese Weise sind ortsunabhängige Studien auf nationaler wie internationaler Ebene möglich. Eine Erweiterung der Sammlung von Anlagen über Baden-Württemberg hinaus soll Vergleichsstudien erleichtern. Für den Denkmalschutz bieten die 3D-Digitalisate eine neuartige Möglichkeit der Inventarisierung technischer Kulturdenkmale, zudem kann die Sammlung das Bewusstsein für technische Kulturgüter in der Öffentlichkeit stärken.

Beispielobjekt

Als Beispielobjekt wurde zunächst das Untere Wasserwerk des Schwetzinger Schlosses aus dem 18. Jahrhundert eingescannt - Ein Kulturdenkmal von besonderer Bedeutung.
Das Untere Wasserwerk (Baujahr 1762-1765) versorgte früher neben dem Oberen Wasserwerk die Wasserläufe und Wasserspiele des Schlossgartens. Beide Anlagen wurden von Nicolas de Pigage erbaut, dem damaligen kurpfälzischen Gartendirektor. Als Vorbild diente die Bewässerungstechnik des Versailler Schlossgartens. Das Wasserwerk wurde im Anschluss der digitalen Dokumentation saniert und für BesucherInnen geöffnet.

Im untenstehenden Viewer ist das texturierte 3D-Modell des Pumpenraums auf Basis von SfM-Aufnahmen zu sehen. 

Publikationen zum Projekt:

Bibby, D. / Steffen, C. / Steffen, M.: Virtuelle 3D-Modelle als Dokumentationsgrundlage: Laserscanning und SfM, In: Humpis: Ein Stadtquartier wird Museum. Darmstadt 2015, S. 313-317.

Érsek, Erika: 3D-Digitalisierung von Kulturdenkmalen der Technik. Neue Möglichkeiten für die Objektforschung, In: Bienert, A. / Emenlauer-Blömers, E. und Hemsley, J. R. (Hrsg.): Konferenzband EVA Berlin 2017. Elektronische Medien & Kunst, Kultur und Historie: 24. Berliner Veranstaltung der internationalen EVA-Serie Electronic Media and Visual Arts, Heidelberg: arthistoricum.net, 2018 (EVA Berlin, Vol. 24), S. 96-99. https://doi.org/10.11588/arthistoricum.443.c5691

Érsek, Erika: Digitale 3D-Modelle als Quellen der Objektforschung, In: Seidl, E. / Steinheimer, F. und  Weber, C. (Hrsg.): Junges Forum für Sammlungs- und Objektforschung, Gesellschaft für Universitätssammlungen e.V., Bd. II, S. 55-60. https://doi.org/10.18452/19739

Hascher, Michael und Martin, Petra: Die Sanierung der technischen Ausstattung des Unteren Wasserwerks, In: Ministerium für Finanzen Baden‑Württemberg (Hrsg.), Schloss und Schlossgarten Schwetzingen: Bauen von 2007 bis 2018, Heidelberg 2018, S. 98-105 (PDF: https://fm.baden-wuerttemberg.de/fileadmin/redaktion/m-fm/intern/Publikationen/Broschuere_Schloss_Schwetzingen_web.pdf).

Hascher, Michael: Waterworks goes 3D, In: Erforschen und Erhalten, Jahresbericht der Bau- und Kunstdenkmalpflege in Baden-Württemberg 1/2018, Landesamt für Denkmalpflege im Regierungspräsidium Stuttgart (Hrsg.), Ostfildern 2019, S. 102-105.

Érsek, Erika / Chizhova, Maria / Hascher, Michael and Kopanitsak, Clarissa: Matschoss 2.0 - Virtual machine collections as the missing link between museums and historic monuments, In: it - Information Technology, vol. 66, no. 6, 2024, pp. 221-231. https://doi.org/10.1515/itit-2023-0113

Schönwetter, Tim: Wasseralfingen, Besucherbergwerk Tiefer Stollen, In: Gassmann, G. / Haasis-Berner, A. / Hascher, M. / Schönwetter, T.: Montandenkmale des Metallwesens, Wiesbaden 2025, S. 148-152.

Érsek, Erika / Häfner, Victor / Benedix, Anne-Christine und Hascher, Michael: Außer Betrieb! Virtuelle Rekonstruktion historischer Maschinenmechanik durch Simulation (im Druck).