Als onderdeel van het Tandem project onderzoeken Open State Foundation en het Italiaanse Virtutim de mogelijkheden voor Open 3D Cultuur. Voor een achtergrond studie hebben we een aantal Nederlandse archeologische depots en de Erfgoedinspectie bezocht. Hier delen we onze bevindingen over mogelijkheden, de organisatorische capaciteit en benodigde wetgeving.
Wat is 3D model?
Een 3D model is een digitaal bestand dat bekeken, mogelijk bewerkt en zelfs 3D geprint kan worden. Dit betekent dat 3D gefotografeerde object, bekeken kan worden vanuit verschillende perspectieven op basis van hoek en afstand. Een 3D object kan gefotografeerd zijn, een techniek dat fotogrammetrie wordt genoemd of met behulp van laser scanners. Voor ons project hebben we gebruik gemaakt van fotogrammetrie om 3D modellen te produceren. Deze methode is minder tijdrovend, goedkoper en de apparaten zijn kleiner en dus eenvoudiger mee te nemen. De resulterende 3D modellen die met kwaliteitscamera’s zijn gemaakt zijn nauwkeurig op 0.1 millimeter en maken inzoomen mogelijk voorbij wat een menselijk oog normaliter kan waarnemen. Het bestandsformaat beschrijft ten minste een puntenwolk of polygonale lijn. Dit kan worden uitgebreid met een structuur waarmee een fotorealistisch beeld wordt getoond van het model.
Technische mogelijkheden van 3D modellen
Voor onderzoek en analyse kunnen 3D modellen bijzonder effectief en beter hanteerbaar zijn dan tientallen aparte afbeeldingen van het object, of het object bekijken met een menselijk oog. Het is ook de optie bij voorkeur om gevoelige of gebroken objecten te bestuderen. Uiteraard, wanneer gedigitaliseerd, kan deze ‘content’ gedeeld worden, waarmee het gebruikt of zelfs hergebruikt kan worden. Dit maakt het mogelijk om objecten te bestuderen zonder dat er gereisd hoeft te worden.
Met hergebruik van 3D modellen kun objecten opnieuw gemodelleerd worden, bijvoorbeeld voor product design, een kunstwerk of in een andere context worden geplaatst, zoals een virtuele omgeving, augmented reality, spellen, zoals een 3D digitale omgeving. Ook kun je 3D modellen printen en daarbij gebruik maken van verschillende materialen.
3D modelen zijn erg handig
Archeologie is voor 3D modellen een geschikt domein. Het gebruik kan verschillen van opgravingen (het 3D scannen van de ondergrond met behulp van Röntgenstraling of om de omgeving te documenteren), conservatie van landschappen, monumenten en objecten. Zo zijn er verschillende projecten rondom het reconstrueren van vernietigd of beschadigd cultureel en archeologisch erfgoed in Syrië.
Maar denk ook aan het tentoonstellen van 3D kopieën van kwetsbare of breekbare objecten in een museum, die bezoekers kunnen aanraken. Of denk aan objecten die tijdelijk ergens anders tentoongesteld worden of gerestaureerd worden, die vervangen kunnen worden met replica’s. Deze modellen kunnen ook gebruikt worden in het onderwijs, bijvoorbeeld via apps of virtual reality. Je kan onmogelijk alle Europese studenten naar Rome brengen maar met de mogelijkheden van 3D kan toch iedereen leren over de Romeinse tijd.
Archeologische depots en het Nederlandse systeem
In Nederland bekijkt de gemeenten de kans (soms met advies van de archeologische depots) dat er archeologische objecten gevonden kunnen worden als iemand een bouwvergunning aanvraagt. Als dat het geval is, verplicht de bouwvergunning (omgevingsvergunning) professionele archeologische expertise in te huren voor nadere studie.
In die studie wordt gedetailleert in kaart gebracht wanneer er archeologische vondsten waarschijnlijk zijn, en zo ja, dient de grond nader bestudeerd te worden. De resultaten van het onderzoek en de opgravingen worden gedocumenteerd (met tekeningen van de omgeving, foto’s van het object). De documentatie en de gevonden objecten worden overgedragen aan de depots.
Een provincie zal elk object identificeren en bepalen of het behouden moet worden of vernietigd moet worden. Het vernietigen van objecten komt zelden voor maar wanneer 100.000 bakstenen worden gevonden is het kostbaar om deze allemaal te conserveren. Immers, het risico bestaat dat niet-vernietigde objecten weer ooit in de grond terecht komen en daarmee aangezien worden als nieuwe vondst op een andere plek.
Depots registreren objecten in een database en zo mogelijk met een of meerdere afbeeldingen van het object. Depots kun je bezoeken, soms alleen op afspraak. Sommige depots delen hun database op het internet en de provincies Noord-Holland en Zuid-Holland publiceren deze databases als open data.
De Erfgoedinspectie is verantwoordelijk voor het toezicht op deze processen en verzekert de kwaliteit van de Nederlandse archeologie.
Wat vinden depots?
Tijdens onze bezoeken aan archeologische depots van Groningen, Friesland, Drenthe, Noord-Holland en Zuid-Holland zijn diverse 3D modellen gemaakt (download link naar zip-bestand met 3D pdfs, licentie CC0) en gesprekken gevoerd of welke mogelijkheden zij zien voor 3D modellen.
De provincie Noord-Holland combineert een depot met een lokaal archeologisch museum dat voornamelijk bezocht wordt door scholen voor educatieve doeleinden. Zij zien mogelijkheden op het gebied van educatie. Mogelijkheden zijn online virtuele tentoonstellingen en educatieve spellen of omgevingen maar ook digitale installaties in het museum.
Het gedeelde depot van Groningen, Drenthe en Friesland raakte geïnspireerd van de mogelijkheden voor documentatie, waarmee op een efficiënte en kwalitatieve wijze kennisoverdracht kan plaatsvinden. Een onderzoeker kan een virtueel opgravingsgebied bezoeken en een precieze weergave van de locatie en objecten krijgen. Hiermee kan onderzoek worden verbeterd.
Depots hebben ook zorgen over het verlies van erfgoed, vooral in Groningen, waar aardbevingen vanwege de gaswinning, scheuren in historische gebouwen hebben veroorzaakt en hebben geleid tot sloop van beeldbepalende gebouwen zonder monumentale status na opkoop door de NAM. Met behulp van 3D modellen van historische boerderijen kan belangrijk en beeldbepalend cultureel erfgoed worden bewaard voor toekomstige generaties.
De noordelijke provincies staan niet alleen in deze gedachtelijn. De provincie Zuid-Holland is bezorgd over de staat van historische molens en de enorme kosten die nodig zijn voor onderhoud. Zuid-Holland herbergt een groot aantal historische molens, maar fondsen zijn niet toereikend. Windmolens zijn immers kwetsbaar voor schade door brand en storm.
Zij zien ook de mogelijkheid van 3D modellen als basis voor betere documentatie van omgevingen. De provincie Noord-Brabant heeft geëxperimenteerd met drones waarmee de omgeving werd gefotografeerd tijdens verschillende fases van een opgraving. Er zijn hier echter geen 3D modellen gemaakt.
Vragen van depots om vooruit te gaan met 3D modellen
Met deze mogelijkheden vragen depots zich af, hoe nu verder. Zijn er commerciële diensten voor 3D modellen en wat is hun verdienmodel? Zijn er beperkingen op bijvoorbeeld de objecten die gemodelleerd worden? Kan een volledige opgravingssite gemodelleerd worden? Wat type scanners, camera’s en andere technologie is hiervoor nodig? Welke software wordt hiervoor gebruikt? Kan photogrammetry en 3D modellering worden geleerd en kunnen vrijwilligers worden getraind om dergelijke modellen te bouwen?
Bevindingen gedeeld met de Erfgoedinspectie
Op het kantoor van de Erfgoedinspectie hebben we onze bevindingen over 3D modellen en open data gedeeld, vooral ook de uitkomst van de gesprekken met de depots. Ze zijn geïnteresseerd vanuit een bredere context, welke innovatie gaat er in het veld plaatsvinden? De mogelijkheden van 3D modellen en open data kunnen ook interne consequenties hebben.
Zij identificeerden 13 onderwerpen voor 3D modellen:
- behoud van objecten
- monitoren van het behoud van objecten
- reproducties om tentoon te stellen (vanwege risico op diefstal of schade)
- depot kan een collectie openstellen voor het publiek (maar de gehele collectie betekent een enorme investering)
- 3D modellen zijn in sommige gevallen makkelijker en beter voor onderzoek. Een bezoek aan een depot is niet meer nodig.
- 3D modellen voor gefaseerde ‘site studies’ om het archeologisch proces laag voor laag te documenteren.
- zorgen over het behoud van 3D modellen en/of techniek in relatie tot toegankelijkheid. Kunnen we over 30 jaar 3D PDF openen?
- mogelijk toekomstig gebruik door douane om namaak of illegale handel van archeologisch of museumstukken te detecteren
- potentie voor bredere collectie: niet alleen het object maar ook de omgeving waar het object werd gebruikt of gevonden werd
- behoud van fysieke objecten: analyse, planning (en zelfs testing) van restauratie en of onderhoud van bijvoorbeeld snel aftakelende gebouwen
- voor educatie
- niet slechts beperkt tot onderwijs, geschiedenis, wetenschap of overheidsprocessen. Maar ook voor culturele waarde zoals esthetica of gewoon plezier.
- Archeologische vondsten onderwater; de kwaliteit van objecten die in zee hebben gelegen vermindert snel. Onderwater 3D modellen kunnen worden gebruikt voor onderzoek, zonder dat de objecten uit het water hoeven worden gehaald. Ook kan dit gebruikt worden om meer details over de objecten te verzamelen voordat ze uit het water worden gehaald.
- Afgeleide werken voor verkoop in bijvoorbeeld museumwinkels.
De belangrijkste vraag is ‘hoe om te gaan met 3D modellen als onderdeel van het archeologisch proces’ (zoals beschreven in wetgeving en onder toezicht van een overheid)? Zal de Erfgoedinspectie 3D modellen toestaan in plaats van ’traditionele’ documentatie? Welke plaats neemt dit in de discussie over gesloten software formaten (3D PDF en gesloten formats van laser scan software) en toegankelijkheid in de toekomst? En niet onbelangrijk: Nederlandse wetgeving specificeert geen formaat voor documentatie. Juridisch kunnen 3D modellen de meer traditionele documentatie vervangen. Hoe werken de Erfgoedinspectie en de depots hierop samen?
Kortom
Er zijn vele mogelijkheden met 3D modellen in archeologie maar het is tijd om concrete stappen te maken. Archeologische digitale infrastructuur zal verbeterd moeten worden en klaargemaakt voor het openen en delen van 3D modellen. Use cases met een mogelijke hoge impact kunnen worden verkend en projecten met 3D archeologie zouden bovenaan de innovatielijstjes van depots moeten staan. We plannen op dit moment een kleine meetup om hierop verder te gaan. Mocht je geïnteresseerd zijn en op de hoogte willen blijven, een bijdrage willen leveren of denken dat dit een belangrijke nieuwe weg is, neem contact op via dit formulier.
Door: Lex Slaghuis, Tom Kunzler and Sara Gonizzi