Abschlussbericht 2010
Visualisierung des Rรถmischen Kรถln
Einleitung
4
Der erste Projektabschnitt
4
Veränderungen innerhalb der Arbeitsgruppen
5
Neue Zielsetzungen
5
Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells
8
Prüfung der Stadtmodelle durch die Archäologen
8
Kapitolstempel; Rundtempel; Dionysosvilla
9
Forum (Säulenhalle, Marktgebäude, Basilika)
9
Stadtmauer; Nordtor; Gelände
10
Gräberstraßen; Hafentor; Thermen
11
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung
14
Die erste Version der Anwendung
14
Anforderungen; Konzeption
15
Informationsarchitektur; Funktionen der Anwendung
15
Modus »Römisches Köln«
16
Modus »Rekonstruktionsgrundlagen«
16
Modus »Heutiges Köln«
17
Einarbeitung der Befunde in das Stadtmodell
18
Installation im RGM
24
Evaluationsphase
26
Evaluierung der Anwendung; Studierende als objektive Beobachter
26
Evalutationsmethodik; Ergebnis der Untersuchung
26
Öffentlichkeitsarbeit
30
Resümee
32
Abschlussbericht 2010
Inhalt | 1
Abschlussbericht 2010
Inhalt | 2
Abschlussbericht 2010
Inhalt | 3
Einleitung D
er folgende Abschlussbericht gliedert
aus Archäologen, Bauforschern, Desig-
als Basis für den Prototyp eines interakti-
sich in neun Kapitel. In den nächsten
nern und Informatikern rekonstruierte in
ven Tisches mit dessen Hilfe das Team die
drei Kapiteln wird ausführlich die
Zusammenarbeit das römische Köln des
Forschungsergebnisse in der „Langen Nacht
Weiterentwicklung und Realisierung der Co-
2. Jahrhunderts n. Chr. als echtzeitfähiges
der Kölner Museen“ dem breiten Publikum
lonia3D-Anwendung beschrieben. Der darauf
Computermodell. Dabei erarbeitete das Team
zum ersten Mal präsentierte.Veränderungen
folgende Teil widmet sich der Ausstellung im
eine effiziente und zuverlässige Vorgehens-
innerhalb der Arbeitsgruppen
Römisch-Germanischen Museum (RGM, Köln)
weise für die digitale Rekonstruktion der
und den daraus resultierenden Maßnahmen
komplexen Gebäudemodelle und deren
wie z.B. der Evaluation der Anwendung. Ab-
Übernahme in eine echtzeitfähige 3D-
schließend richten wir unseren Blick auf die
Softwareanwendung. Diese Vorgehensweise
Öffentlichkeitsarbeit des Projektteams und
wurde im ersten Projektbericht detailliert
ziehen eine Endbilanz des Projekts.
beschrieben. Erkenntnisse und Verfahren aus der ersten Phase wurden natürlich auch
Der erste Projektabschnitt
in der zweiten Phase verwendet. In dieser Publikation werden deshalb nur Veränderungen und Optimierungen dieser Abläufe
Die erste Projektphase konzentrierte sich in
genauer erörtert. Bereits im ersten Projekt-
erster Linie auf die Erstellung des virtuellen
abschnitt wurde außerdem eine Schnittstelle
Stadtmodells. Ein interdisziplinäres Team
für Adobe Flash implementiert. Diese diente
4 | Einleitung
Abschlussbericht 2010
Veränderungen innerhalb der arbeitsgruppen Insgesamt hat sich die Struktur mit den drei Arbeitsgruppen in der ersten Projektphase bewährt und wurde deshalb beibehalten. Allerdings gab es Veränderungen innerhalb der einzelnen Gruppen bei jedem beteiligten Institut.
Projektleitung
Projektleitung
Prof. Dr. Heinzelmann
Michael Eichhorn
Universität zu Köln
KISD
Archäologie
Design
Projektleitung
Prof. Dr. Döllner HPI
Informatik
Universität zu Köln
Fachhochschule Köln (KISD)
Hasso Plattner Institut (HPI)
Die Leitung auf der archäologischen
Das Team der KISD wurde von Dipl. Des.
Auch bei dem Team im Fachgebiet Compu-
Seite lag jetzt in den Händen von Prof. Dr.
Michael Eichhorn geleitet. Mit der gestalte-
tergrafische Systeme unter der Leitung von
Heinzelmann (Archäologisches Institut der
rischen und technischen Umsetzung waren
Prof. Dr. Jürgen Döllner kam es zu Verände-
Universität zu Köln). Für die Koordination
Herr Dipl. Des. Rafael Pokorski und Herr
rungen. Für die gesamte Programmierung
der archäologischen Änderungen im bereits
Dipl. Des. Claus Daniel Herrmann betraut.
war nun Dipl.-Inform. Matthias Trapp
bestehenden 3D-Modell und für die baufor-
Sie wurden dabei zeitweise von Frau Dipl.
zuständig. Er wurde bei der Entwicklung der
scherischen Arbeiten war Frau Janine Leh-
Ing. Simone Lamberts und studentischen
Software von studentischen Mitarbeitern
mann, M.A. verantwortlich. Sie wurde dabei
Mitarbeitern unterstützt.
unterstützt.
insbesondere von Prof Dr. Heinzelmann und PD Dr. Alfred Schäfer (Römisch-Germanisches Museum) fachlich beraten.
neue zielsetzungen Das bestehende Stadtmodell sollte in dieser Projektphase zu einer interaktiven Anwendung ausgebaut werden. Dabei sollten die Nutzer die Möglichkeit bekommen für alle relevanten Modelle der Stadt archäologische und baugeschichtliche Daten abrufen zu können. Außerdem sollte das Modell um eine weitere Ebene mit Grabungsergebnissen erweitert werden. Das Endziel war die Präsentation der Forschungsergebnisse innerhalb einer musealen interaktiven Anwendung.
Abschlussbericht 2010
Einleitung | 5
6 |Â Einleitung
Abschlussbericht 2010
Abschlussbericht 2010
Einleitung | 7
Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells U
m das Modell als Ausstellungsstück innerhalb des RGM fest zu instal-
Prüfung der Stadtmodelle durch die Archäologen
lieren, bedurfte es einer weiteren
Kapitolstempel Die größten Änderungen am Kapitolstempel
inhaltlichen Prüfung der einzelnen Stadtmo-
Die Expertengruppe hat zuerst die einzelnen
gab es nach der Neusichtung der Befunde im
delle durch eine Expertengruppe, bestehend
Maßnahmen beschlossen und die einzelnen
Bereich der Temenosmauer: Ihre architekto-
aus Vertretern des Archäologischen Instituts
Pakete an die entsprechenden Fachleute
nische Gliederung mit Nischen und Pilastern
der Universität zu Köln sowie Vertretern des
weitergeleitet. Diese Bauobjekte wurden
wurde fast vollständig überarbeitet. Die
RGM. Diese Vorgehensweise stellte sicher,
anschließend in mehreren Zyklen zusammen
Platzanlage wurde an allen vier Seiten von
dass das überarbeitete Stadtmodell den
mit den Designern der Köln International
einer Portikus umgeben. Zudem wurde die
zukünftigen wissenschaftlichen Diskursen
School of Design (KISD) überarbeitet. Bei
Terrassenanlage bis zur Stadtmauer geführt.
standhalten kann. Neue Erkenntnisse wer-
ihren regelmäßigen Treffen hat die Experten-
Das Modell des Tempels war weitgehend an-
den sicherlich in der Zukunft zu Verände-
gruppe die Ergebnisse der Korrekturen ge-
gemessen, so dass sich die Änderungen auf
rungen innerhalb des Modells führen. Ein
prüft. Nach der endgültigen Freigabe erfolgte
einige Details beschränkten: Anstatt der re-
virtuelles Stadtmodell kann aber schnell und
die Fertigstellung und Vorbereitung der
konstruierten Außengliederung mit Pilastern
relativ einfach angepasst werden.
neuen Gebäudekomplexe für die Echtzeitan-
wurden Halbsäulen ergänzt. Die Dachakrote-
wendung. Der folgende Abschnitt beschreibt
re und die Gestaltung des Giebelfeldes sowie
die wichtigsten Änderungen innerhalb des
die Bauinschrift wurden entfernt, da sie sich
neuen Stadtmodells.
auf keinen Befund stützen.
Kapitolstempel vor und nach der Überarbeitung
8 | Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells
Abschlussbericht 2010
Rundtempel Der Rundtempel mit seiner Umgebungsmauer wurde komplett überarbeitet; d.h. die bislang sehr detaillierte Rekonstruktion des Tempels wurde zurückgenommen, indem der Bau auf einen schemenhaften Unterbau und einen inneren und äußeren Rundkörper mit Dach reduziert wurde. Diese Darstellungsweise spiegelt die bislang geringen Kenntnisse der Archäologen in diesem Bereich der Stadt wider. Die Platzanlage wurde analog zum Kapitolstempel mit einer umgebenden Portikus rekonstruiert. Die Ausdehnung der Platzanlage wurde hingegen beibehalten.
Rundetempel nach der Überarbeitung
von E. Will für Bavay. Die rekonstruierte Balustrade sowie der Rankenfries wurden entfernt, da es für sie keine Indizien gibt. Ein rückwärtiger Treppenaufgang der Säulenhalle konnte sich nach Überprüfung der Befundsituation nicht bestätigen, weshalb dieser getilgt wurde. Da die Säulenhalle nun nur noch an den äußeren Enden Aufgänge besaß, wurde im Zentrum der Platzanlage nach dem Vorbild in Arles ein weiterer Treppenaufgang ergänzt. Die Freifläche im hinteren Bereich der Säulenhalle wurde in eine Flächenbebauung mit Häusern umgewandelt. Für den rekonstruierten Postamentsockel im Zentrum der Anlage ist die runde Form
Forum (Säulenhalle, Marktgebäude, Basilika)
Dionysosvilla nach der Überarbeitung
archäologisch nicht nachweisbar. Sie wurde in ein rechteckiges Postament umgewandelt. Aufgrund des minimalen Befunds konnte al lerdings nicht entschieden werden, was an
In diesem Bereich mussten mehrere
Dionysosvilla
Detailänderungen vorgenommen werden.
dieser Stelle tatsächlich zu rekonstruieren ist. Die Marktgebäude wurden entsprechend
So wurden die Fenster der Forumshalle auf-
dem Vorbild in Xanten verändert; d.h. es
Als problematisch bei diesem Befund stellte
grund von Vergleichsbeispielen verkleinert
befinden sich nur noch Säulenhallen an den
sich die Dachlandschaft des Gebäudes dar.
und eine fehlende Abwasserrinne ergänzt.
Längsseiten. Eine Umgestaltung der Basilika
Zentrale Frage war, ob das Gebäude einstö-
Als Modellvorlage dient die Rekonstruktion
erschien nicht notwendig.
ckig oder zweistöckig zu rekonstruieren ist. Zudem wurde die bestehende homogene Dachlandschaft bei der bis dahin zweistöckigen Rekonstruktion abgelehnt. Demzufolge wurde alternativ zu der zweigeschossigen Rekonstruktion ein Modell mit einem Geschoss entwickelt, um beide Rekonstruktionsmöglichkeiten darstellen zu können. Als Grundlage für die eingeschossige Variante diente die Vorlage von Fremersdorf. Die zweistöckige Rekonstruktion wurde bis auf die Senkung des Daches im südlichen Flügel und die Neugestaltung der Gartenanlage beibehalten. Der Nutzer kann beide Versionen innerhalb der Anwendung betrachten. Forum nach der Überarbeitung
Abschlussbericht 2010
Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells | 9
Stadtmauer nach der Überarbeitung
Stadtmauer
Nordtor
Die Stadtmauer, die sicherlich zu den kom-
Da es sich um ein Zwingertor handelt, wurde
plexesten Rekonstruktionen gehört, wurde
das bis dahin rekonstruierte Torhaus nach
ebenfalls stark überarbeitet. Als wichtigste
innen hin offen mit einer umlaufenden
Veränderung kann man den Austausch der
Plattform gestaltet (diese setzt auf Höhe des
Zinnen betrachten, sowohl ihre Form wie
Laufgangs der Stadtmauer an). Dementspre-
auch ihre Anordnung wurden angepasst.
chend wurde die Arkadenkonstruktion und
Die Dachkonstruktion bei allen Normaltür-
das Dach entfernt. Diese Torrekonstrukti-
men im überarbeiteten Modell ist mit einer
on, wie auch alle anderen, erhielt danach
Schieferdeckung belegt, der Leitereingang
die überarbeiteten Zinnen. Die Tortürme
wurde entfernt. Gemäß der Überlieferung
wurden nach dem Vorbild der Mauertürme
wurden weitere Türme mit Mosaikelementen
nur in eckiger Ausführung gestaltet. Zudem
ergänzt. Bislang konzentrierte sich diese
wurde die vorgelagerte hölzerne Brücken-
Ornamentierung auf den noch erhaltenen
konstruktion in eine Steinbrücke umgewan-
sogenannten Römerturm. Im Westen der
delt und auf die Breite des Mitteldurchgangs
Stadt entstand ein Wasserkastell, es handelt
der Toranlage reduziert.
Nordtor nach der Überarbeitung
sich dabei um das Abschlussstück der bereits bestehenden Wasserleitung.
Gelände und eine Gräberstraße mit der großen Erweiterung
Gelände
Gräberstraßen
Auf Wunsch des RGM wurde auch das
Durch die Verbesserungen der Echtzeitan-
umgebende Gelände erweitert. Acht weitere
wendung ließen sich in das neue Modell alle
Geländequadranten ergänzen jetzt das Stadt-
Gräberstraßen integrieren. Neben der bereits
feld, der Rhein wurde gleichzeitig in beide
vorher enthaltenen Luxemburgerstraße be-
Richtungen erheblich verlängert.
finden sich jetzt also drei weitere Gräberstraßen in der Anwendung: im Norden die Neusserstraße, im Westen die Aachenerstraße und im Süden die Severinstraße. Außerdem liegt im Norden der Stadt auch ein großes Gräberfeld. Die Verteilungsdichte der Gräber ist archäologisch belegt, der genaue Standort der einzelnen Grabanlagen jedoch nicht.
10 | Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells
Abschlussbericht 2010
Hafentor Das 3D-Modell des Hafentors wich bereits zu
Modell des Befunds abzugleichen, wurde das
Projektbeginn vom aktuellen Wissenstand
Tor erneut überarbeitet. Am auffälligsten ist
ab, der sich durch die neuen Befunde weiter-
die neue Form der Torlaibung, die genau an
entwickelt hatte. Um das Hafentor auf den
die gefundenen Steinformen angeglichen ist.
aktuellen Stand zu bringen und mit dem 3D-
Hafentor mit Befunden und neuer Torlaibung
Thermen Anhand der neuen Erkenntnisse aus den Ausgrabungen im Bereich Cäcilienkloster konnten auch die Thermen diesen Ergebnissen angepasst werden. Das bisherige Modell war nach dem alten, fehlerhaften Grundrissplan mit sehr hypothetischen Baueinheiten (teilweise spätantiken Strukturen) erstellt worden. Das existierende Modell wurde komplett zurückgenommen und nach dem aktuellen Grabungsplan des Römisch-Germanischen Museums rekonstruiert. Demnach ist nur noch ein Ausschnitt im westlichen Bereich der insula (Häuserblock)gesichert, dessen Raumabfolge zudem nicht eindeutig ist. Aufgrund dieser disparaten Befundsituation wurde ein Volumenmodell erstellt; d.h. Kuben mit Dächern für den unsicheren Bereich. Als Vorlage hierzu diente die besser erhaltene Thermenanlage in Xanten. Die rekonstruierten Thermen umfassen nun im Gegensatz zu dem Vorgängermodell eine insula (Häuserblock), da dieser Gebäudetyp in der Regel eine solche Wohneinheit einnimmt. Thermen nach der Überarbeitung
Abschlussbericht 2010
Inhaltliche Überarbeitung des Stadtmodells | 11
12 |Â Inhaltliche Ăœberarbeitung des Stadtmodells
Abschlussbericht 2010
Abschlussbericht 2010
Inhaltliche Ăœberarbeitung des Stadtmodells | 13
Weiterentwicklung der Echtzeitanwen dung D
ieses Kapitel beschreibt die Weiter-
tiert. Das steigert den Erlebnischarakter der
rung der Anwendung notwendig. Der erste
entwicklung der Echtzeitanwendung
Anwendung und erleichtert die Nutzung für
Prototyp diente also als Vorlage, die bereits
zu einer interaktiven Installation
große Gruppen. Gleichzeitig konnten die
programmierten Module ließen sich nicht 1:1
für das RGM. Neben der Vorgehensweise bei
Besucher die wichtigsten Punkte innerhalb
übernehmen.
der Entwicklung erklärt dieser Teil auch den
des Modells mit Hilfe eines interaktiven
Aufbau und die genaue Funktionalität der
Tisches ansteuern. Dieser öffentliche Aufbau
fertigen Anwendung.
erlaubte die ersten Beobachtungen der
Anforderungen
Nutzer. Die Auswertungen dieser Beobachtungen flossen später in die weitere
Als erstes hat das Team gemeinsam mit dem
Entwicklung ein. Außerdem bestätigte diese
RGM die Ziele und die Anforderungen an die
erfolgreiche Veranstaltung den musealen
interaktive Präsentationsanlage festgelegt.
Der aus der ersten Projektphase stammende
Nutzwert der Anwendung für die Stadt Köln.
Den Abgabetermin bestimmte die Landesau-
Prototyp der Präsentationsanwendung diente
Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem
stellung, in deren Rahmen das Endprodukt
als Basis für die Weiterentwicklung. Diese
Grundaufbau des Prototyps, entschloss man,
der Öffentlichkeit präsentiert werden sollte.
erste Version wurde in der „Langen Nacht
sich die Aufteilung der Anwendung auf zwei
Aus diesen Vorgaben ließ sich ein genauer
der Kölner Museen“ der breiten Öffent-
Bildschirme beizubehalten. Um eine stabile
Produktionsablauf herleiten.
lichkeit vorgestellt. Das Stadtmodell wurde
und ausbaufähige Lösung zu entwickeln, war
dabei auf einer großen Leinwand präsen-
allerdings eine komplette Neuprogrammie-
Die erste Version der Anwendung
Die dabei notwendigen Tätigkeiten lassen sich zu folgenden Punkten zusammenfassen: Analyse der Zielgruppe, Analyse der Rahmenbedingungen, Analyse von bestehenden Lösungen, Analyse der vorliegenden Informationsquellen, Analyse der technischen Bedingungen, Entwerfen einer Lösung, Erstellung eines Pflichtenhefts, Überprüfung der Lösung durch die Projektteilnehmer, Erstellung eines Produktionsplans, Produktion, Überprüfung der Anwendung mit ausgewählten Benutzern, Aufbau der Installation.
14 | Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung
Abschlussbericht 2010
Konzeption
neuen Anwendung entwickelten die Designer
und könnten durch ihre unsachgemäße Be-
auch einfache schematische Darstellungen
handlung die Rechner beschädigen oder das
von allen Interaktionszuständen in der
System zum Absturz bringen. Um eine zuver-
den ersten Prototypen hat sich das Team
zukünftigen Software. Durch diese Schritte
lässige Nutzung zu gewährleisten, müssen
entschlossen, die Hauptnavigation und somit
vermeidet man logische Fehler im Bedie-
auch solche Rahmenbedingungen Beachtung
den Hauptzugang zum Stadtmodell mit Hilfe
nungskonzept und erleichtert gleichzeitig die
bei der Konzeption finden.
von Hotspots umzusetzen. Bei den Hotspots
spätere Programmierung der Funktionalität.
handelt es sich um die wichtigsten Plätze
Alle Abläufe innerhalb der Software werden
innerhalb der Rekonstruktion, also einzelne
hier im Vorfeld definiert, überprüft und ver-
Bauwerke oder Gebäudekomplexe der römi-
bessert. Änderungen im späteren Projektab-
Aufgrund der guten Erfahrungen mit
Informationsarchitektur Wie bereits oben beschrieben, handelt es sich hier um die Informationsstruktur der Anwendung. Auf der ersten Ebene befinden sich die Hotspots, die aktuelle Version der Anwendung enthält neunzehn dieser Punkte. Für jeden Punkt gibt es wiederum drei verschiedene Themenschwerpunkte: Als erstes die allgemeinen Informationen, es handelt sich dabei um eine kurze Übersicht über die Funktionen und Besonderheiten des jeweiligen Gebäudes. Als zweites die Rekonstruktionsgrundlagen, hier befinden sich die Informationen über die Grundlagen, die
schen Stadt. Im zweiten Schritt entstand die
lauf - also während der Programmierungs-
zu der letztendlich sichtbaren Rekonstrukti-
Informationsarchitektur, gemeint ist hiermit
phase - sind wesentlich aufwendiger und
onsform geführt haben. Der dritte und letzte
die Definition der Informationsstruktur in-
damit kostspieliger.
Themenschwerpunkt beschreibt den Bezug
nerhalb der Anwendung. Mit diesem Wissen
Nach einer Zwischenabnahme durch das
konnten die Archäologen im Anschluss alle
RGM konnte nun die eigentliche Produk-
notwendigen Daten für die einzelnen Hot-
tion starten. Die Anwendung wirkt nach
spots zusammentragen und die notwendigen
außen zwar wie ein Programm, sie besteht
Texte formulieren. Gleichzeitig konnten
allerdings in Wirklichkeit aus zwei Kom-
die Designer die neue Oberfläche für den
ponenten, die jeweils auf einem separaten
interaktiven Tisch entwerfen, der gestiege-
Rechner laufen. Diese Konfiguration bietet
ne Informationsumfang machte dabei eine
eine höhere Rechenleistung und erlaubt
komplette Neuentwicklung nötig. Neben der
damit einen flüssigen Ablauf der Präsen-
Ausarbeitung der visuellen Erscheinung der
tation. Die 3D-Echtzeitanwendung ist für
zum heutigen Köln.
die Darstellung des Stadtmodells zuständig und erzeugt entsprechend die Bilder für die große Leinwand. Hier ist ein Rechner mit einer leistungsstarken Grafikkarte gefordert. Trotz der umfangreichen Optimierungen der Modelle im Vorfeld, benötigt die Grafikkarte viel Rechenleistung und Speicher, um das Modell flüssig darzustellen. Angepeilt ist dabei eine Bilderzeugungsrate von ca. 30 Bildern pro Sekunde. Eine Beschreibung der Konvertierung und Optimierung der Modelle erfolgte bereits im ersten Bericht. Der zweite Rechner ist für die Anzeige der Informationen auf dem interaktiven Tisch zuständig. An dieser Stelle sind die Anforderungen an die Hardware deutlich geringer, ein handelsüblicher Bürorechner
Funktionen der Anwendung
ist für den Zweck ausreichend. Allerdings darf dieser Rechner nur geringe Mengen Ab-
Die Informationsarchitektur bestimmt
wärme produzieren. Beide Geräte befinden
maßgeblich das Erscheinungsbild und die
sich nämlich in einem Schrank unterhalb des
Funktionalität der fertigen Anwendung.
Tisches. Diese besondere Konstruktion ist für
Wir finden deshalb in der Anwendung in
ein Museum sehr wichtig: Junge Besucher
der Hauptnavigation die neunzehn Hotspots
versuchen häufig die Geräte zu erreichen
wieder. Gleichzeitig verfügt die Anwendung
Abschlussbericht 2010
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung | 15
Modus »Rekonstruktions grundlagen«
über drei verschiedene Modi, mit deren Hilfe
modell«, hier erfolgt keine Aktivierung der
der Benutzer jederzeit zwischen den drei
Orbitalnavigation. Der Benutzer kann sich
oben beschriebenen Themenschwerpunkten
vollständig frei bewegen und ähnlich wie
(Rekonstruktion, Rekonstruktionsgrundla-
mit einem Hubschrauber die gesamte Stadt
Dieser Modus erlaubt den Blick auf die Be-
gen, Bezug zur Gegenwart) für das aktive Ge-
überfliegen. Dieser Hotspot besitzt aufgrund
funde und Fundstücke, die zu den entspre-
bäude wechseln kann. Im Folgenden werden
des besonderen Verhaltens eine hervorgeho-
chenden Rekonstruktionen geführt haben.
die drei Modi genauer beschrieben, wobei
bene Stellung innerhalb der Navigation. Die
Die Anzeige auf der Leinwand wechselt voll-
die Erscheinung von der Leinwand und dem
Geschwindigkeit der Kamera steht in Zusam-
ständig ihre Darstellung. Die Nutzer sehen
interaktiven Tisch jeweils eine einzelne Be-
menhang mit der Sichthöhe. Das bedeutet,
jetzt eine stilisierte Darstellung des Geländes
schreibung bekommt. Ein vollständiges Bild
dass der Benutzer auf dem Bodenniveau eine
mit der Anzeige der einzelnen Befunde als
kann eine schriftliche Beschreibung natür-
geringere Geschwindigkeit entwickeln kann
dreidimensionale Körper. Auf dem inter-
lich niemals liefern, das kann nur durch die
als z.B. in 100 Meter Höhe über der Stadt.
aktiven Tisch wird für jeden Hotspot eine
aktive Nutzung des Systems entstehen.
Dieses Verhalten erleichtert Bewegungen in niedriger Höhe und verhindert Kollisionen
Modus »Römisches Köln«
mit den Objekten in der Szene. Um den Benutzer dabei zu unterstützen, nicht unerwünscht in die leeren Gebäude
Dieser Modus dient zum Erforschen der
einzutauchen, wurde in die neue Version der
Rekonstruktion, ähnlich einer Rundfahrt
Anwendung eine Kollisionskontrolle einge-
durch eine echte Stadt. Die Reihenfolge
baut. Für die Berechnung der Kollisionen
der Stationen kann der Besucher selbst
kann allerdings nicht die komplexe Geome-
Übersicht der einzelnen Befunde angezeigt. Die Fotos der Originale werden in Form eines sogenannten Cover Flows präsentiert. Dieser bestimmen, das Interface suggeriert aber
trie der Stadt direkt herangezogen werden,
Anzeigeform kann man z.B. bei Smartphones
gleichzeitig einen möglichen Ablauf. Durch
die Geschwindigkeit der Anwendung wäre
begegnen, sie eignet sich gut für berührungs-
das Auswählen eines Hotspots in der
dadurch zu gering. Die Berechnung der
sensitive Oberflächen. Nach der Auswahl
Hauptnavigation oder auf der Landkarte
Kollisionen erfolgt deshalb mit Hilfe von
des Befundstücks bringt ein Kameraflug den
startet der Nutzer einen Kameraflug zum
groben und unsichtbaren Modellen. Diese so
Benutzer an die richtige Stelle innerhalb der
Ziel. Nachdem die Kamera das Zielgebäude
genannten Kollisionsmodelle gibt es folglich
Stadt und das aktive Stück wird farblich
erreicht hat, aktiviert die Anwendung die
für alle Gebäude in der Stadt.
hervorgehoben. Jetzt kann das Objekt wieder
Orbitalnavigation. Dabei kann der Nutzer
mit Hilfe der Spacemaus von allen Seiten
sich frei um den aktiven Hotspot bewegen, er
betrachtet werden. Zusätzlich besteht die
blickt allerdings immer in dessen Richtung.
Möglichkeit, die Rekonstruktionen temporär
Für die freie Steuerung der Kameraposition
mit Hilfe eines Schiebereglers einzublenden,
steht eine Spacemaus zur Verfügung. Dieses
um so die Position des Befunds innerhalb des
Eingabegerät ermöglicht die Bewegungen
Gebäudes genauer zu untersuchen. Auf dem
und Drehungen, vergleichbar mit einem
interaktiven Tisch erscheint gleichzeitig ne-
Joystick, allerdings entlang aller räumlichen
ben dem Foto des Originalstücks eine kurze
Achsen. Diese Art der Navigation erfordert
Beschreibung.
etwas Übung, deswegen ist die Anwendung so konzipiert, dass auch eine Bedienung ohne die Spacemaus möglich ist. Eine andere Ansatzweise verfolgt der Hotspot »Gesamt-
16 | Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung
Abschlussbericht 2010
Modus »Heutiges Köln« dass die Anzeige horizontal in der Mitte in
masteuerung für den aktiven Punkt ein. Mit
Der letzte Modus erlaubt dem Benutzer
zwei gleich große Bereiche geteilt wird. Der
der Steuerung kann die Blickrichtung frei be-
den direkten Vergleich der wichtigsten
Betrachter sieht zwei Panoramen unterein-
stimmt werden, so gelingt eine sehr elegante
Plätze innerhalb des römischen Kölns mit
ander. Das obere Panorama zeigt uns den Ort
Gegenüberstellung der Plätze von heute und
der Situation an der entsprechenden Stelle
des Hotspots im heutigen Köln, das untere
damals. Besonders schön funktioniert dieser
in der modernen Stadt. Für diesen Zweck
Panorama die gleiche Stelle vor zweitausend
Vergleich an den Orten, wo sich bis heute
wechselt die Anwendung auf der Leinwand
Jahren. Der interaktive Tisch blendet gleich-
in der Stadt römische Überreste erhalten
in eine Splitscreen-Darstellung. Das bedeutet,
zeitig Textinformationen und eine Panora-
haben, z.B. am Römerturm.
Abschlussbericht 2010
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung | 17
Einarbeitung der Befunde in das Stadtmodell
modell umgewandelt. Eine anschließende Retopologisierung mit dem OpenSource-Tool Blender verringerte die Polygonmenge
Für den oben beschriebenen Modus »Rekon-
und lieferte saubere und echtzeittaugliche
struktionsgrundlagen« war die Konstruktion
Topologie.
von zahlreichen Befunden notwendig. Im
Befund-Zeichnungen des Hafens enthiel-
folgenden Abschnitt werden die Beson-
ten einen Teil des Tors und der angren-
derheiten der wichtigsten Befunde kurz
zenden Stadtmauer sowie die genaue Lage
beschrieben. Insgesamt erstellte das Team
des Kanals, der aus der Stadt in den Hafen
ein Befundmodell für die gesamte Innenstadt
mündete. Sie lagen als im Raum angeordnete,
inklusive der Stadtmauer.
zweidimensionale CAD-Zeichnungen vor. Durch Extrusion wurden die zweidimensionalen Zeichnungen zu dreidimensionalen Körpern.
Dionysosvilla Einer der wichtigsten Befunde innerhalb der Stadt ist sicherlich das weltberühmte Dionysosmosaik. Seine Lage und Größe innerhalb der Rekonstruktion wird dem Besucher genau angezeigt. Das Mosaik mit Dionysos und seinem Gefolge lag im Westen
Hafentor
des Hauses. Das Mosaik ist streng geometrisch aus Quadraten, Achteckfeldern und
Durch aktuelle Grabungen sind während des
Rauten aufgebaut. In der Mitte des Mosaiks
Projektverlaufs neue Erkenntnisse über die
wird ein trunkener Gott von einem Gefähr-
Beschaffenheit des Hafenbereichs gewon-
ten gestützt. Seine Attribute Weinlaubkranz,
nen worden. Die Befunde wurden von den
Stab (Thyrsos), Trinkbecher (Scyphus) und
Archäologen in Form von Zeichnungen und
Panther kennzeichnen die zentrale Gestalt
3D-Scans festgehalten. Die 3D-Scanner-Daten
als Dionysos. In den umliegenden Bildfeldern
wurden von den Designern in ein echtzeitfähiges 3D-Modell überführt und durch 3D-Versionen der Zeichnungen ergänzt. Der resultierende 3D-Befund ist in der Colonia3D-Anwendung verortet und abrufbar. Die Auswertung eines 3D-Scans lieferte dem Projekt zum ersten Mal dreidimensionale Ausgangsdaten. Die Punktwolke des Hafenbeckens und mehrerer Holzpfosten wurden mit Hilfe von Geomagic – einer auf die Verarbeitung von 3D-Scans spezialisierten Software – gesäubert und in ein Polygon-
18 | Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung
Abschlussbericht 2010
tanzen und musizieren Satyrn und Silene,
Praetorium
Maenaden und der Hirtengott Pan. Die
Das Praetorium war der Amtssitz des Vertre-
geometrische Gliederung, die Setztechnik der
ters des Kaisers am Rhein, des Statthalters
Steine und der Stil der Figuren führen in die
der Provinz Niedergermanien. Der Statthal-
ersten Jahrzehnte des 3. Jahrhunderts n. Chr.
ter war der Oberbefehlshaber aller Heeres-
Vielleicht war hier eine rheinisch-mosellän-
verbände in der Provinz.
dische Werkstatt an der Arbeit.
Das Praetorium war repräsentatives Zentrum der politischen und militärischen Macht und zugleich Sitz der Zentralverwaltung.
Thermen
Das Praetorium wurde mehrfach aus- und
Für die Thermen werden vier Gebäudeflügel
umgebaut. Das virtuelle Modell zeigt die letz-
angenommen, die sich rechtwinklig um den
te große Bauphase im Zustand der 2. Hälfte
Innenhof (palaestra) gruppieren. Eindeutig
des 4. Jahrhunderts n. Chr.
gesichert ist nur der Flügel im Osten. Im
Modell wurden diese im Grundriss gesicher-
Kapitolstempel
Stadtmauer
ten Gebäude mit Fenstern versehen, um
Reste der mächtigen Fundamentmauern des
Mit ihren zahlreichen oberirdischen und
sie von den hypothetisch ergänzten Bauten
Tempels sind noch bis zu einer Höhe von 4m
in Tiefgaragen oder Kellern zugänglichen
(geschlossene Wandflächen) abzusetzen.
unter der Kirche St. Maria im Kapitol erhal-
Mauer- und Fundamentresten ist die fast 4
Die beiden nördlichsten Bauten dieser
ten. Sie bestehen aus Gussmauerwerk (opus
km lange römische Stadtmauer im heutigen
Raumfolge im Osten werden aufgrund ihres
caementicium). Für den Tempel lässt sich
Stadtbild präsent. Ihr Verlauf und die Anzahl
Heizsystems mit Heizkanälen und Hypo-
eine Grundfläche von 29,5 x 41m rekonstru-
der Tore und Türme sind sicher zu bestim-
kausten (Ziegelpfeiler mit darüber liegenden
ieren. Durch Fundamentmauern im Inneren
men.
Fußbodenplatten) als Heißbad (caldarium)
zeichnen sich drei langgestreckte Räume (cel-
interpretiert. Die 15m breite Apsis des nörd-
lae) ab. In ihnen waren die Kultstatuen für
Teilen aus einem Gusskern (opus caementi-
lichen Heißbades und die drei Wandnischen
die drei Gottheiten Jupiter, Juno und Minerva
tium) mit Schalen aus Grauwacke-Quadern.
des zweiten Heißbaderaumes dienten als
(Kapitolinische Trias) aufgestellt.
Allgemein wird angenommen, dass der Bau
Das mächtige Bauwerk bestand in allen
Badebecken. Das Warmbad im anschlie-
Anhand weniger Funde in Köln und vor
der Stadtmauer unmittelbar nach der Erhe-
ßenden Raum besaß in seiner Apsis ein
allem durch Vergleiche mit zeitgleichen Kapi-
bung Kölns zur Kolonie im Jahre 50 n. Chr.
Wasserbecken. Der vierte Raum dieser Folge
tolstempeln im Römischen Reich dürfen ein
begonnen und einige Jahrzehnte später
muss aufgrund des fehlenden Heizsystems
hohes Podium und ein Tempel mit korinthi-
vollendet worden ist.
das Kaltbad (frigidarium) gewesen sein.
scher Säulenordnung angenommen werden. Das mächtige Außenfundament spricht für eine Rekonstruktion der Cellawand mit vorgeblendeten Halbsäulen.
Abschlussbericht 2010
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung | 19
Nordtor
westausgang in der Domtiefgarage erhalten.
Erhalten sind Bauglieder der landseitigen
Ausgrabungen im 19. Jahrhundert weisen
Fassade aus Kalksteinblöcken. Hierzu gehört
auf eine stadtseitige Torhalle hin. Die große
das östliche Nebentor, das über seinem anti-
Durchfahrt konnte mit einem Fallgitter, die
ken Standort vor dem Nordturm des Doms,
Fußgängerdurchgänge durch Tore verschlos-
wieder aufgerichtet worden ist. Fundamente
sen werden. Die Gesamtbreite des Nordtor-
des östlichen Torturmes sind vor dem Nord-
baus umfasste 30,5m.
20 | Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung
Abschlussbericht 2010
Abschlussbericht 2010
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung | 21
Abschlussbericht 2010
Weiterentwicklung der Echtzeitanwendung | 23
Installation im RGM D
ie neu entwickelte Anwendung
Ebenfalls pünktlich zur Landesaus-
wurde als Teil der Landesausstellung
stellung konnte aus den 3D-Daten mithilfe
»Fundgeschichten, Archäologie in
des KISD-Service eine Holzrekonstruktion
Nordrhein-Westfalen« im rgm installiert.
abgeleitet werden: Das Holzmodell des Kapi-
Pünktlich zur Eröffnung der Ausstellung
tolstempels misst 57 cm auf der längsten Sei-
am 18. März stand die Installation in der
te und stellt den Tempel im Maßstab 1:33 dar.
Rekonstruktion des Römerturms im Muse-
Die Pressekonferenz zur Eröffnung der
um. Zusammen mit drei wissenschaftlichen
Landesausstellung hatte für uns ein sehr
Videopräsentationen bildet die Anwendung
positives Medienecho zur Folge. Besonders
während der gesamten Zeit der Landesaus-
hervorzuheben ist ein nahezu ganzseitiger
stellung einen Medienschwerpunkt und darf
und reich bebilderter Artikel in der Bild-
darüber hinaus als ein Besucherhighlight
Zeitung sowie eine ausführliche Vorstellung
bezeichnet werden.
von Colonia3D in einem Radio-Beitrag der Wissenschaftssendung Leonardo des WDR5.
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Abschlussbericht 2010
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Evaluations phase Evaluierung der Anwendung Um das Projektergebnis zu bewerten und
unvoreingenommene Besucher zu befragen,
Besonders ältere Besucher fühlten sich im
die sich in einer authentischen Anwendungs-
Umgang mit dem Touchscreen zu unsicher
situation befanden.
und hätten etwas mehr Führung durch das Interface begrüßt.
vorhandene Stärken und Schwächen aufzudecken, wurde eine Evaluierung durchgeführt. Als Ergebnis der Evaluierung konnten
Evalutationsmethodik
• Eine bessere Integration der Anwendung in die Dauerausstellung könnte den Nutzen der Anwendung deutlich erhöhen, indem Aus-
einige konkrete Handlungsempfehlungen zu einer weiteren Ausgestaltung der Anwen-
Zur Evaluierung wurden die zu beobach-
stellungsstücke mit Elementen des 3D-Mo-
dung sowie der Integration ins Museum
tenden Besucher vorweg in Fokusgruppen
dells stärker verknüpft würden und dadurch
ausgesprochen werden.
unterteilt, um in der Auswertung bestimmte
beide an Verständlichkeit gewönnen.
Vergleichsgrößen gegeneinander bewerten
• Eine direkte Ansprache und Vorweg-Infor-
zu können. So konnte das Nutzerverhalten
mation könnte Lehrende auf die sinnvolle
z.B. in Abhängigkeit zum Alter grob unter-
Integration der Anwendung in den Muse-
schieden werden. Die in der Evaluierung
umsbesuch und den damit verbundenen
entstandene Handlungsempfehlung ist daher
Unterricht vorbereiten.
Studierende als objektive Beobachter Um die Evaluierung möglichst objektiv und
spezifisch auf die jeweiligen Nutzergruppen
mit »frischen« Augen durchzuführen, wurde
abgestimmt und für diese relevant.
geringerem Interesse sein, konnten hinge-
im Sommersemester 2010 ein Projekt an der Köln International School of Design angeboten, das die Bewertung der Installation zum
Ergebnis der Untersuchung
Prof. Philipp Heidkamp, Dipl. Des. Michael
Als Abschluss des Evaluierungspro-
Eichhorn und Dipl. Des. Claus Daniel Herr-
jekts wurde von den Studierenden eine
mann.
Dokumentation sowie eine Präsentation
befragten Besucher attestierte dem Museum eine deutliche Bereicherung der Ausstellung durch das 3D-Modell.
vorbereitet, die dem Projektteam und der
in einem Zeitraum von sechs Wochen eine
Museumsleitung des Römisch-Germanischen
methodische Bewertung mithilfe von struk-
Museums vorgestellt wurde. Darin wurden
turierten Interviews und passiver Beobach-
im Wesentlichen folgende Empfehlungen
tung geplant und durchgeführt. Dass die
ausgesprochen:
Anwendung zu diesem Zeitpunkt bereits im
• Eine mögliche Verbesserung wird in der
Museum installiert war, hat sich als großer
Ergänzung durch eine Funktionsübersicht
Vorteil erwiesen. Hierdurch war es möglich,
im Sinne einer Kurzanleitung gesehen.
26 | Evaluationsphase
gen widerlegt werden. Die Mehrzahl der hingegen unabhängig von ihrer Herkunft
Ziel hatte. Geleitet wurde das Projekt von
Die teilnehmenden Studierenden haben
Befürchtungen, die Installation könnte für Besucher ohne nähere Ortskenntnis von
Abschlussbericht 2010
Diese Grafik stellt die Häufigkeit dar, mit der die Hotspots im Modell angewählt wurden - aufgeteilt nach drei Fokusgruppen. Die EvaluationsErgebnisse wurden Anhand solcher Grafiken visualisiert und so dem Römisch Germanischen Museum und den Studierenden der KISD zugänglich gemacht.
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Evaluationsphase | 27
28 |Â Evaluationsphase
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Öffentlichkeits arbeit N
eben der Installation im Museum hat das Colonia3D-Team zusätzlich auch eine kurze Filmdokumentation
produziert. Dieser Film präsentiert das Projekt und erläutert gleichzeitig die wichtigsten Inhalte und Funktionen der interaktiven Anwendung. So bekommen die Zuschauer einen schnellen und kompakten Überblick über die Projektergebnisse. Der Film ist im Internet jederzeit zugänglichauf der projekteigenen Webseite: www.colonia3d.de und den Videoportalen YouTube oder Vimeo.
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Resümee Z
u Beginn des Projekts gehörte auch eine didaktische museale Anwendung zu den gesetzten Zielen: Die nun erreichte vorhandene Anwendung erfüllt
dieses Ziel in vollem Umfang und geht sogar weit darüber
E
in weiteres Ziel in der Projektplanung war es, ein wissenschaftliches Werkzeug zu schaffen, welches auch für andere Projekte einsetzbar ist und die wis-
senschaftliche Bearbeitung solcher Projekte zulässt. Dieses
hinaus. Eine durchgeführte Evaluierung bestätigt die her-
Ziel konnte nur in Teilbereichen erfüllt werden. Verant-
vorragende Annahme durch das Publikum und zwar durch
wortlich dafür war zum einen die fehlende Förderung des
alle Altersschichten und Besuchergruppen. Die Anwen-
Archäologischen Instituts der Universität zu Köln im zwei-
dung bildet durch ihre Präsenz im Römisch-Germanischen
ten Projektabschnitt und zum anderen die Konzentration
Museum wesentlich das Geschichtsbewusstsein der
der Teilnehmenden auf die didaktische Anwendung.
Besucher und somit auch das Selbstbewusstsein der Kölner Bürger. Hier sei auch noch einmal darauf hingewiesen, dass Colonia3D so erfolgreich sein konnte, weil es ein interdisziplinäres Projekt war, erst durch die Zusammenführung fachspezifischer Forschungen konnte die vorhandene Qualität erreicht werden. Colonia3D wurde im Oktober 2010 von Prof. Dr. Metz-
I
n einem weiteren Projekt planen die Projektteilnehmer, dieses Ziel nun noch einmal explizit zu verfolgen; die Erfahrungen mit Colonia3D sollen hier einfließen. Dieses zukünftige Projekt setzt sich zum Ziel, einen
neuen bedeutenden Befund der Kölner Stadtarchäologie zu einer Fallstudie des wissenschaftlichen Umgangs mit
ner, Präsident der Fachhochschule Köln, und Frau Gesche
Informationen auszubauen. Damit soll zugleich eine leicht-
Germann, Geschäftsführerin der RheinEnergie Stiftung
gewichtige, für andere Grabungsprojekte leicht nutzbare
Jugend und Wissenschaft, dem RGM zur Nutzung für die
Infrastruktur an webbasierten Funktionalitäten geschaffen
Dauerausstellung übergeben.
werden. Die Projektpartner bringen dazu ihre in der jeweiligen Fachcommunity etablierten Kompetenzen mit ein und arbeiten gemeinsam an der Verknüpfung bestehender Einzelelemente zu einem bruchlosen Gesamtprozess.
32 | Resümee
Abschlussbericht 2010
Kรถln, 15. Juni 2011 (Michael Eichhorn)