Tirtha: Ein neuer Ansatz zur Erhaltung des Kulturerbes

Die digitale Erhaltung von Kulturerbestätten ist super wichtig, um sie vor Schäden durch Naturkatastrophen oder menschliche Aktivitäten zu schützen. Eine effektive Möglichkeit, das zu erreichen, ist, 3D-Modelle von diesen Stätten zu erstellen. Allerdings können traditionelle Methoden zur Erstellung von 3D-Modellen teuer und zeitaufwendig sein, oft ist spezialisiertes Wissen und Equipment erforderlich. Das ist besonders herausfordernd für ressourcenarme Länder. Ausserdem fehlen zugängliche Plattformen, um diese 3D-Modelle zu teilen, was die Forschung und das öffentliche Engagement in der Denkmalpflege einschränkt.

Um diese Herausforderungen anzugehen, stellen wir Tirtha vor, eine Webplattform, die es Leuten ermöglicht, Fotos von Kulturerbestätten beizutragen, die dann zur Erstellung von 3D-Modellen verwendet werden können. Tirtha nutzt Fortschritte in der Computer Vision, um diese Bilder in detaillierte 3D-Darstellungen umzuwandeln. Die Plattform ist modular und kosteneffektiv, was es ermöglicht, neue Methoden hinzuzufügen, wenn die Technologie voranschreitet. Sie kann online genutzt werden und auf lokalen Servern oder in der Cloud eingerichtet werden. Wir haben Tirtha durch Fallstudien mit Tempeln in Odisha, Indien, getestet, und die resultierenden 3D-Modelle können auf der Tirtha-Website angesehen und heruntergeladen werden.

#Bedeutung des Kulturerbes

Kulturerbe umfasst Artefakte, Denkmäler, Gebäude und Stätten, die historischen, künstlerischen und sozialen Wert haben. Dieses Erbe wird oft in zwei Kategorien unterteilt: greifbares Kulturerbe, das physische Objekte wie Gebäude und Kunstwerke umfasst; und immaterielles Kulturerbe, das Praktiken, Ausdrucksformen und Wissen umfasst. Kulturerbe spielt eine entscheidende Rolle, um unsere Geschichte und Identität zu verstehen und Einsichten in die Überzeugungen und Lebensweisen unserer Vorfahren zu gewinnen.

Während Gesellschaften wachsen und sich verändern, sind viele Kulturerbestätten bedroht durch Naturkatastrophen, Stadtentwicklung, Vandalismus und Umweltverschmutzung. Die Dringlichkeit, diese Stätten zu dokumentieren und zu schützen, wurde von Organisationen wie der UNESCO erkannt, die Initiativen unterstützt, die nachhaltige Entwicklung mit kultureller Erhaltung verbinden. Allerdings stehen viele lokale und nationale Organisationen vor Ressourcenengpässen, was die Dokumentation der Vielzahl an Kulturerbestätten weltweit erschwert.

Um diese Probleme anzugehen, schauen wir uns digitales Erbe und Crowdsourcing als potenzielle Lösungen an. Digitales Erbe nutzt moderne Technologie, um Informationen über Kulturerbestätten aufzuzeichnen und zu teilen, was von der Erstellung von 3D-Modellen bis hin zu immersiven Erfahrungen reicht. Crowdsourcing bedeutet, Informationen und Ressourcen von einer grossen Gruppe von Menschen zu sammeln, was in erfolgreichen Plattformen wie Wikipedia und OpenStreetMap zu sehen ist. Inspiriert von diesen Konzepten wurde Tirtha als Plattform geschaffen, wo jeder helfen kann, Kulturerbe zu dokumentieren.

#Tirtha: Die Crowdsourcing-Plattform

Der Name "Tirtha" stammt aus dem Sanskrit und bedeutet "ein Pilgerort" und bezieht sich auf heilige Stätten im Hinduismus und Buddhismus. Die Plattform besteht aus einer benutzerfreundlichen Weboberfläche, auf der Leute Bilder hochladen und 3D-Modelle von Kulturerbestätten ansehen können. Der Prozess zur Erstellung dieser Modelle ist automatisiert, was es einfacher macht, Beiträge zu leisten, ohne spezielle Fähigkeiten zu benötigen.

Tirtha zielt darauf ab, eine kostengünstige Methode zur Dokumentation von Kulturerbestätten anzubieten, insbesondere in Ländern mit begrenzten Ressourcen. Durch die Nutzung von Smartphones und mobilem Internet ermöglicht Tirtha der breiten Öffentlichkeit, einschliesslich Menschen ohne Erfahrung in Fotografie oder Modellierung, an dem Dokumentationsprozess teilzunehmen. Das Projekt basiert auf dem Gedanken der Inklusivität und ermöglicht es lokalen Gemeinschaften, zur Erhaltung ihres eigenen Erbes beizutragen.

#Plattformmerkmale

Tirtha ist mit mehreren wichtigen Funktionen gestaltet:

1. Benutzerfreundliche Oberfläche: Die Plattform hat eine leicht zu bedienende Weboberfläche, auf der Nutzer Bilder von Kulturerbestätten hochladen und 3D-Modelle ansehen oder herunterladen können.

2. Bild-Upload: Beiträge können Kulturerbestätten auswählen und Bilder über eine Drag-and-Drop-Funktion hochladen. Die Plattform enthält Prüfungen zur Validierung der Bildqualität, um sicherzustellen, dass nur geeignete Bilder in den Rekonstruktionsprozess aufgenommen werden.

3. Rekonstruktion von 3D-Modellen: Bilder, die auf Tirtha hochgeladen werden, durchlaufen einen Prozess zur Erstellung von 3D-Modellen unter Verwendung von Techniken wie Structure from Motion und Multi-View Stereo, die helfen, detaillierte 3D-Darstellungen aus mehreren 2D-Bildern zu erstellen.

4. Datenlagerung: Tirtha nutzt eine PostgreSQL-Datenbank zur Speicherung von Informationen über Kulturerbestätten, 3D-Modelle und hochgeladene Bilder. Diese strukturierte Datenbank ermöglicht eine effiziente Suche und Abfrage von Informationen.

5. Open Source: Tirtha basiert auf Open-Source-Technologien, was Anpassungen und Beiträge der Community ermöglicht. Das fördert ein kooperatives Umfeld, in dem Verbesserungen geteilt werden können.

6. Engagement der Community: Die Plattform ermutigt sowohl Experten als auch Laien zur Mitwirkung und zielt darauf ab, eine Gemeinschaft rund um die Dokumentation des Kulturerbes aufzubauen.

#Der Prozess des Bild-Uploads und der Modellerstellung

Der Prozess der Nutzung von Tirtha umfasst einige Schritte:

1. Login: Nutzer können sich mit bestehenden Konten von Google oder anderen Identitätsanbietern anmelden, um die Erfassung persönlicher Informationen zu minimieren.

2. Auswahl einer Stätte: Beiträge wählen eine Kulturerbestätte aus einer Liste aus.

3. Hochladen von Bildern: Nutzer können Bilder der Stätte hochladen. Die Plattform überprüft die Bildqualität, wie Helligkeit und Kontrast, um sicherzustellen, dass nur die besten Bilder verarbeitet werden.

4. Erstellung von 3D-Modellen: Nachdem die Bilder hochgeladen sind, verarbeitet Tirthas Pipeline diese zur Erstellung von 3D-Modellen. Diese Automatisierung vereinfacht den Prozess und macht ihn einfach und effizient.

5. Zugriff auf Modelle: Nutzer können 3D-Modelle in niedriger Auflösung für nicht-kommerzielle Zwecke ansehen und herunterladen. Hochauflösende Modelle können über die Plattform angefordert werden.

#Fallstudien

Wir haben Tirtha getestet, indem wir zwei Tempel in Odisha, Indien, dokumentiert haben: die Somanatha- und Gopinatha-Tempel. Diese Tempel stammen aus dem 13. Jahrhundert und weisen aufwendige Schnitzereien auf. Trotz Schäden im Laufe der Zeit konnte Tirtha erfolgreich 3D-Modelle unter Verwendung sowohl von Expertenbildern als auch von crowdsourceten Bildern erstellen.

Expertenbilder wurden durch Drohnenmapping gesammelt, was hochwertige Ergebnisse lieferte. Im Gegensatz dazu wurden crowdsourcete Bilder von Freiwilligen mit Smartphones aufgenommen, was zu gemischter Bildqualität führte. Trotz einiger Herausforderungen mit den crowdsourceten Daten war Tirtha in der Lage, brauchbare 3D-Modelle zu erstellen, die die wesentlichen Merkmale der Tempel einfingen.

Das Feedback aus diesen Fallstudien zeigt, dass Tirthas Pipeline robust ist, da sie in der Lage war, eine Vielzahl von Bildqualitäten zu verarbeiten. Mit weiteren Beiträgen von Freiwilligen kann die Qualität der Modelle verbessert werden, was Crowdsourcing zu einer praktikablen Option für die Dokumentation von Kulturerbestätten macht.

#Vorteile von Crowdsourcing bei der Dokumentation von Kulturerbe

1. Kosteneffektiv: Die Nutzung von Crowdsourcing verringert die finanziellen Belastungen der Dokumentation von Kulturerbestätten, da sie die Beiträge von Freiwilligen nutzt.

2. Erhöhte Teilnahme: Indem das Publikum eingeladen wird, beizutragen, demokratisiert Tirtha den Prozess der Erfassung von Erbe und ermöglicht es Menschen aus verschiedenen Hintergründen, teilzunehmen.

3. Engagement der Gemeinschaft: Die Einbeziehung lokaler Gemeinschaften fördert ein Gefühl von Verantwortung und Stolz auf das kulturelle Erbe und ermutigt sie, aktiv an Erhaltungsmassnahmen teilzunehmen.

4. Vielfältige Datenquellen: Crowdsourcete Bilder bieten eine breite Palette von Perspektiven und Blickwinkeln, die die endgültigen Modelle verbessern können, während sie die kulturelle Bedeutung der Stätten erfassen.

5. Langfristige Ressource: Die durch Tirtha erstellten Bilder und Modelle können als langfristige Ressourcen für Forschung, Bildung und kulturelles Bewusstsein dienen.

#Einschränkungen und Herausforderungen

Obwohl Tirtha viele Vorteile bietet, gibt es auch Herausforderungen zu berücksichtigen:

1. Qualitätskontrolle: Die Qualität von crowdsourceten Bildern kann stark variieren, was die Qualität der rekonstruierten 3D-Modelle beeinträchtigt. Tirtha arbeitet daran, die Methoden zur Bewertung der Bildqualität zu verbessern, um schlechte Einsendungen herauszufiltern.

2. Einbindung der Beitragsleistenden: Das Interesse und die Teilnahme von Freiwilligen aufrechtzuerhalten, kann eine Herausforderung sein. Tirtha muss möglicherweise Anreize oder Gamification-Strategien erforschen, um die Nutzer engagiert zu halten.

3. Datenaufwand: Das Sammeln und Verarbeiten grosser Mengen von Bildern kann erhebliche Rechenressourcen erfordern, insbesondere für hochauflösende 3D-Modelle.

4. Unvollständige Abdeckung: Crowdsourcete Bilder decken möglicherweise nicht alle Winkel einer Stätte ausreichend ab, was zu unvollständigen oder ungenauen 3D-Modellen führen kann.

5. Technische Beschränkungen: Die effiziente Bereitstellung von 3D-Modellen im Web, insbesondere für mobile Geräte, stellt technische Herausforderungen dar. Tirtha sucht nach Möglichkeiten zur Optimierung der Bereitstellung für bessere Leistung.

#Zukünftige Verbesserungen

Um Tirtha zu verbessern, sind mehrere zukünftige Verbesserungen geplant:

1. Verbesserte Bildqualitätsbewertung: Die Entwicklung robusterer Algorithmen zur Bewertung der Bildqualität könnte die Gesamtqualität der rekonstruierten Modelle verbessern.

2. Entwicklung einer mobilen App: Eine native mobile App könnte Nutzern helfen, bessere Bilder aufzunehmen und sofortiges Feedback zur Bildqualität zu geben.

3. Anreizsysteme: Die Einführung von Belohnungen oder Gamification-Elementen kann Freiwillige ermutigen, qualitativ hochwertigere Bilder beizutragen und das Engagement aufrechtzuerhalten.

4. Zusammenarbeit in der Gemeinschaft: Partnering mit lokalen Organisationen und kulturellen Institutionen kann das Bewusstsein erhöhen und die Zusammenarbeit bei der Dokumentation des Erbes fördern.

5. Erforschung neuer Technologien: Tirtha wird untersuchen, wie fortschrittliche Techniken wie Neural Radiance Fields und Texturgenerierung zur Verbesserung der Modellgenauigkeit und -details integriert werden können.

#Fazit

Tirtha stellt einen bedeutenden Schritt dar, um die Öffentlichkeit durch Crowdsourcing in die Erhaltung des Kulturerbes einzubeziehen. Indem der Prozess der Dokumentation von Kulturerbestätten vereinfacht wird, öffnet Tirtha Türen für Einzelpersonen und Gemeinschaften, an der Erhaltung ihrer Geschichte teilzunehmen. Die Flexibilität der Plattform, ihr Open-Source-Charakter und der Fokus auf das Engagement der Gemeinschaft bieten eine robuste Lösung für die Dokumentation des Kulturerbes, insbesondere in ressourcenarmen Ländern.

Auch wenn es Herausforderungen zu bewältigen gibt, ist Tirthas Potenzial, eine Kultur der Teilnahme und des Bewusstseins für die Denkmalpflege zu fördern, enorm. Durch die Nutzung von Technologie und die Einbeziehung der Gemeinschaft kann Tirtha einen nachhaltigen Einfluss darauf haben, wie wir unser Kulturerbe für zukünftige Generationen dokumentieren und bewahren.