3D-modellernas användningsområden - DEN TREDIMENSIONELLA ARKEOLOGIN

3D-modeller har skapat nya möjligheter för både mätning och visualisering vilket har bidragit till att arkeologer kan dokumentera och integrera på ett sätt som inte tidigare varit möjligt. Det har även skapat nya möjligheter för tolkningar samt att det underlättar för fler att se data som är mätbara från alla vinklar och även möjligheter att skriva ut artefakter via 3D-skrivare (Katz och Tokovinine 2017). Man kan sammanfatta 3D-modellering inom arkeologin till fyra olika användningsområden; dokumentation, visualisering,

representation och rekonstruktion (Tsiafaki och Michailidou 2015). Dock känns det som att dokumentation och representation sammanfaller och även visualisering och

rekonstruktion, då definitionerna av dem bygger på varandra (se figur 6).

Figur 6. Figuren visar indelningen av de olika användningsområdena av 3D-modeller. Vänstra exemplet är taget från (Tskhondia 2012) och det högra är taget från (pdurdin 2017).

Rekonstruktion och visualisering

Termen rekonstruktion beskrivs som att man tillägger saknade delar eftersom det oftast endast är fragment kvar av det arkeologiska källmaterialet och termen visualisering

beskrivs med att göra något synligt för ögat (Tsiafaki och Michailidou 2015). En imitation som är skapad genom tredimensionell modelleringsprocess. Modellerna är en

sammanfattning av information som en plats innehåller, resultaten kan vara hypotetiska rekonstruktioner eller en illustration av en idé (Riedel och Bauer 2007). Att analysera rekonstruktionen visuellt skapar en form av visuell problemlösning. Man kan se vad som är möjligt i modellen baserad på fakta, vilket medför att omprövning sker tills allt känns naturligt rätt och korresponderar med mängden av olika arkeologiska data (Hermon 2012).

Tekniken förknippas mest med efterbearbetning av data, man skapar aldrig en

rekonstruerad 3D-modell direkt i fält utan den skapas efter utgrävningen då all data är insamlad. Rekonstruktioner är ett effektivt sätt att visualisera stora mängder av data från olika källor (Hermon 2012). Se figur 7 för illustration av de metodiska stegen för

konstruktion av en rekonstruktion.

Figur 7. Översatt version av diagram över steg för 3D-modellering för rekonstruktion (Hermon 2008).

Självfallet behöver inte rekonstruktionen göras direkt efter fältarbete utan rekonstruktioner

Representation och dokumentation

Termen representation menas med att man försöker återge något, det kan vara en ren geometrisk dokumentation, alltså en exakt kopia av originalets 3D-information (Nationalencyklopedin u.å.c; Riedel och Bauer 2007). Exempelvis kan det inbära att demonstrera stratigrafiska enheter (Forte, et al. 2012). Definitionen av 3D-modeller fungerar mer som dokumentation vilket kan användas i vetenskaplig forskning efter utgrävningen då originalmodellen har förstörts av den arkeologiska utgrävningen (Riedel och Bauer 2007).

Eftersom en utgrävning är en destruktiv aktivitet är dokumentation en viktig del i utgrävningsprocessen, 3D-dokumentation via bildbaserad 3D-modellering är den vanligaste metoden i fält. Den fungerar som ett alternativ till laserskanning och LiDAR eftersom tekniken är billig och snabblärd men har ändå ett resultat som är motsvarade de andra metodernas (Doneus et al. 2011; Howland et al. 2014; López et al. 2016). Doneus et al. (2011) presenterar en artikel där man försökt att skapa 3D-modeller på ett så billigt och kostnadseffektivt sätt som möjligt för att se om det är något att använda under fältarbete.

Där jämför man en neolitisk grop som har modellerats via bildbaserad teknik för att studera noggrannheten men även hur lång tid det tar att skapa modellen. Georefereringen med Photoscan visade att testet har övergripande noggrannhet lik laserskanningen. Studien gjordes dock 2011 på en dator som var kraftig då men resultatet kan nog förbättras i och med den digitala utvecklingen.

Forte et al. (2012) presenterar även att tester på ett neolitiskt hus i Catalhöyük som genererats av PhotoScan via digitala SLR kameror, modellen har en noggrannhet på 4 - 5 mm med laserskanner som referens. Istället för att 3D-modellering ses som en dyr

valmöjlighet genom laserskannrar kan den istället bli en prisvärd del med bildbaserade metoder för skapandet av kartor, sektioner och profiler (Forte et al. 2012). Den höga detaljrikedomen anses vara bra för att dokumentera platsens data då man endast får en chans för dokumentation (Doneus et al. 2011). Dokumentationen som sker i fält bör gå att studera i efterhand och bör därför dokumenteras reflexivt, på det sättet kan man ‖gå tillbaka‖ till utgrävningen och se hur det såg ut på plats när modellen gjordes. Reflexiv metodik bygger på att en bra dokumentation skapar möjligheter att studera platsen på nytt under och efter utgrävningen och som då kan skapa nya tolkningar (Hodder 1999, 31).

Dokumentationen under en utgrävning är viktig för att kunna tolka det förflutna. Det sker oftast i 2D trots att vi integrerar i 3D med vår syn vilket borde göra 3D en del av

arkeologisk metodik (Lanjouw 2016). Information kan lätt förloras eftersom

dokumentationen omvandlas till 2D på exempelvis foton eller ritningar. 2D data blir därför svårare att förklara för andra experter, arkeologer och allmänheten (De Rue et al.

2014). Specialkunniga kan använda 3D-modellerna för mer noggranna analyser av material som hittas under utgrävningen (Dell‘Unto et al. 2017). En 3D-representation av utgrävningen skulle kunna förmedla data bättre samt öppna nya forskningsriktningar. Det är mer naturligt för oss att arbeta med data i 3D (Neamtu, et al. 2011).

Ojämna ytor och sektioner kan vara svåra att dokumentera i 2D genom 2D projicering, såsom handritande skisser medan en dokumentation i 3D kan få med varje del av objekten.

Det finns en fördel med handritad dokumentation, i och med att du själv ritar medför att du kan lätt kan fokusera på ett objekt som möjligtvis kanske inte uppmärksammas när du dokumenterar i 3D. Dokumentationstekniken i 3D har dock en högre precision än vad handritade planer och sektioner har (De Rue et al. 2013), vilket medför en större pålitlighet för vidare analysering eftersom den registrerar allt som finns på platsen och inget utesluts (Lopéz et al. 2012). Därför kan dokumentation med 3D modeller under en utgrävning bidra med att det alltid finns möjligheter att generera detaljerade sektioner och ortofotografiska bilder i både 2D och 3D (De Rue et al. 2013; Dell‘Unto et al. 2017), exempelvis genom att skära en 3D-modell kan förmedlingen av sektioner och profiler visas på ett effektivt sätt (Dellepiane et al. 2012; Lopéz et al. 2016).

För att kunna georeferera bildbaserade 3D-modeller krävs oftast en totalstation, dock inte om man konstruerar dem i Photoscan (Prins 2016), men kan ändå vara bra att använda för att georeferera fynd till modellen. Totalstationer är oftast inkluderade i en arkeologisk utgrävning (Doneus et al. 2011). Det är viktigt att georeferera modellerna för att föra in de till GIS (Dell‘Unto 2014a). Via totalstationen är det möjligt att skapa ett rutnät med tredimensionella punkter för georeferering eftersom den mäter från alla axlar X, Y och Z (Darvill 2009; Larsson et al. 2015).

3D-GIS

GIS används redan flitigt under utgrävningar för att behandla rumslig data och är en bra plattform för visualisering och sammanlänkning via olika data med varandra. Att tillägga 3D-modeller i GIS gör att arkeologer kan arbeta i en plattform som man känner igen. Det möjliggör också ett lättare sätt att organisera, visualisera och skapa dokumentation från modellerna. Exempelvis visualisera ny data kopplade mellan olika typologier av information av någon form av arkeologisk kontext. Individuell data såsom krukor, ben eller stenar kan digitaliseras direkt i modellen för att sedan användas i rumsliga analyser eller visa generaliserade representationer i ett 2D-plan, såsom profiler, sektioner eller ortofotografiska bilder (Forte et al. 2015; Opitz och Nowlin 2012). En 3D-dokumentation av platsen som är inlagd i GIS kan visualisera detaljerade specifika delar som sedan möjliggör att välja vad man vill se i modellen. GIS gör det möjligt att kunna koppla 3D-data till ett attribut i en tabell som går att länka med modellens olika meta-3D-data. Det bidrar med att man kan välja olika 3D-scenarion genom att skapa specifika frågor i programmet (Dell‘Unto 2014a; Forte et al. 2015).

I och med utvecklingen av datorer finns nu möjligheten att använda tablet-PC som är kraftfulla nog för att använda program såsom ESRI ArcScene (http://esri.se) där databasskapande är möjligt direkt i fält (Dell‘Unto et al. 2017; Taylor et al. 2018). Det arkeologiska arbetssättet med 3D-GIS ger möjlighet att knyta ihop en plats olika utgrävningar till en större bild och dokumentation i 3D under utgrävningarna leder till skapande av databaser med information, 3D-GIS sammanflätar 3D-data till ett system som fungerar även direkt på plats. 3D-dokumentation kopplad till GIS kan skapa en bättre förståelse av den arkeologiska platsen, det krävs dock att modellerna som skapas är kopplade med tolkningslager och blir ett resultat av en reflexiv och hermeneutisk process (Dell‘Unto et al. 2017), (se figur 8).

Figur 8. Demonstration av (Dell’Unto et al. 2017) arbetssätt för att uppnå en reflexivt och hermeneutiskt utgrävning.

Att studera det tidigare utgrävningsmaterialet kan bidra med att planera kommande säsongs fältarbete (Dell‘Unto et al. 2017; Neamtu et al. 2011). Därför kan det vara bra att ha tillgång till materialet direkt på plats under den nya utgrävningen. Det kan även vara bra att dokumentera alla fynd i 3D efter utgrävningen för att sedan länka dem med

fyndplatserna. Detta bidrar med att kommande utgrävning kommer att ha tillgång till dem direkt på plats i geodatabasen på tablet-PC (Dell‘Unto et al. 2017), vilket tar GIS till ett helt nytt utförande och bidrar med att man kan se rumsliga relationer under utgrävningen med både nya och gamla fynd direkt på plats och har tillgång till gammal data och

möjligheten att se fynden i ett digitalt utformande från tidigare utgrävningar (Dell‘Unto et al. 2017). Eftersom det vanligen inte är samma personer som programmerar databasen som utför inmatningen till den, kan fel uppstå om den ska fungera som integrerad kunskapskälla (Morgan och Wright 2018). Det krävs troligen en introduktion till nya verktyg för kommande generationer för att säkerställa korrekt skapande av databaserna (Newhard 2015). Både specialister och arkeologer som utför inmatningen av data bör

däremot kan GIS ge oss möjligheten att skapa nya frågor från våra data (Richards-Rissetto 2017).

Diskussion

Vid mitt sökande efter publicerade studier har jag kunnat konstatera att det är svårt att hitta kritik mot 3D-modeller och jag utgår ifrån att det beror på att det inte har skrivits mycket kritik om 3D. Det mesta som publiceras är av arkeologer som själva har utfört 3D och därefter skrivit om det i positiva termer. Jag har även känt att det har varit svårt att finna artiklar från olika författare när det kommer till 3D-GIS, det sammanfaller nog med att det idag endast är stora projekt som har pengar, tid och storleken som krävs för att kunna experimentera med denna teknologi.

Som jag presenterat i resultatet kan vi se att 3D används och har applicerats med goda resultat. Ur ett historiskt perspektiv är det inom 3D-tekniker rekonstruktioner har utförts mest. Genom data skapas en tolkning av hur en byggnad eller monument sett ut fastän det inte syns i källmaterialet. Jag har lite svårt för denna tolkande metod. Jag ser det mer som en post-processuell synvinkel att använda rekonstruktioner till ett antagande hur det en gång sett ut mer än som ett vetenskapligt verktyg (se Clark 2010). Samtidigt ska man inte se en rekonstruktion som en slutprodukt utan ett sätt att testa hypoteser om hur det

möjligen har sett ut. Jag är rädd för att det är lätt att se rekonstruktioner som en slutprodukt eftersom de utstrålar en antydan av färdig produkt. Risken kan bli att

rekonstruktioner minskar benägenhet till ytterligare tolkningar om hur det egentligen sett ut eftersom de redan illustrerar en ‖färdig‖ produkt, trots det faktum att vi inte kan rekonstruera en exakt sanning om hur det en gång faktiskt sett ut (Pletinckx 2012).

Museum har börjat använda sig av rekonstruerade 3D-modeller för att kunna visualisera det förflutna till allmänheten (se Potenziani et al. 2015). Det anser jag ger en skev bild eftersom modellerna ger intrycket av färdig produkt. Det arkeologiska källmaterialet försvinner med tiden och det går bara att rekonstruera en bråkdel av det. Jag förknippar kritiken som förut låg i fokus, om att 3D inte användes som ett vetenskapligt verktyg utan gick ut på att konstruera en ‖fin bild‖ (se Sanders 2001), i och med att 3D användes flitigast för rekonstruktion från ett historiskt perspektiv. Kritiken har delvis försvunnit med tiden och beror nog på att 3D har börjat användas mer som ett verktyg i form av

Utgrävningar är relativt onödiga utan dokumentation och 3D-representationer som

dokumentationsprocess anser jag är ett effektivt sätt att utföra det på. Dess möjligheter att skapa en dokumentation i hög precision på ett snabbt och enkelt sätt via bildbaserad 3D-modellering gör den till en bra dokumentationsmetod. Som jag tidigare nämnt är det enda som krävs en kamera och en dator då open-source gör det möjligt för gratis programvara.

Jämfört med traditionella metoder som manuellt ritande på papper är denna teknik betydligt snabbare och man kan fånga mer detaljer av profiler och sektioner än vad man troligen får med ritning för hand. Som jag också nämnt tidigare kan personen som ritar för hand lyfta fram det som den själv anser är intressant vilket bygger på en subjektiv

bedömning och därmed kan vissa detaljer förminskas eller gå förlorade då fokus läggs på andra objekt. Det kan även vara så att man blir mer observant på små detaljer som kan missas vid 3D-dokumentation eftersom man troligen studerar objekten noggrannare då man lägger ned mer tid vid ritandet. 3D-dokumentation tillför dock en mer objektiv sida och dokumenterar därför mer noggrant allt än den traditionella metoden om man studerar dess resultat noggrant. Jag anser dock inte att den är helt objektiv då även den processen utförs av en person i fält som bestämmer var bilderna ska tas eller var laserskannern ska stå. Möjligen har man redan identifierat intressanta lager i en profil och vet att de behöver dokumenteras.

Dell‘Unto et al. (2015) presenterar ett intressant projekt som kallas The Swedish Pompeii Projekt (http://www.pompejiprojektet.se/), där man använt sig av olika typer av 3D-tekniker för att studera ett kvarter av Pompeji. Man använde sig av laserskannade- och bildbaserade 3D-modeller tillsammans med planritningar och data från topografiska kartläggningar i ESRI ArcScene i ett försök att skapa dokumentation med hög precision av kvarteret. Meningen var att det skulle användas för att studera samband av olika

komponenter i Pompejis ursprungliga arkitektur. Den geometriska uppbyggnaden av trianguleringen som knyter ihop 3D-modellerna utfördes i open-source program och det här projektet är ett av få som sätter samman komplex geometrisk 3D-data för vidare analyser och tolkningar.

Representationen av platsen har bidragit till att man har kunnat öka möjligheterna för att studera husen i detalj med testbara attributdata för att kunna dra tolkningar till en virtuell rekonstruktion. Experimenterandet i 3D-GIS har bidragit att man kunnat demonstrera analytiska potentialen av GIS, att det blir starkare genom att tillsätta den tredje

dimensionen (Dell‘Unto 2015), men samt att den demonstrerar hur vidare tolkningar kan dras från den analytiska sidan av GIS. Projektet är enligt mig det största som demonstrerar hur man kan använda både open-source och licenserade programvaror för att använda GIS till både analytiska och tolkande slutsatser.

Eftersom en undersökning eller utgrävning oftast består av flera schakt eller delar, utgör GIS en möjlighet att länka samman alla modeller till en större bild, det går även att länka tidigare utgrävningar. Det här sättet är enligt mig den bästa metoden att använda 3D-modeller på för att få ut mest information. 3D-GIS är alltså det som skapar mest potential i modellerna. Ett annat bra exempel på vad GIS kan bidra med för att få ut mer information från 3D-modellerna är ett fall som utfördes i Sandby Borg på Öland, där man använt sig av frågebyggaren. Det är en del av GIS som gör det möjligt att ställa specifika frågor som bygger på attribut. De öppnade ett schakt i en husgrund i borgen och där påträffades en individ, bredvid stack ett kranium ut från profilen. Tyvärr fanns inte tiden för att fortsätta göra schaktet större och undersöka platsen där kroppen till kraniet troligen låg.

I en senare utgrävning året därefter grävde man på samma plats ett större schakt, som även 3D-modellerades. Efter georefereringen på nya schaktet kunde man direkt se att schakten länkades i 3D-GIS och kropparna passade med varandra. Skeletten undersöktes av osteologer och de kartlade alla frakturer som attribut direkt i 3D-modellen. I 3D-GIS kunde man programmera att man endast ville se frakturer som har uppstått efter att individerna dött. Det resulterade i att ett mönster uppstod som indikerar på takets kollaps trots att det inte fanns något källmaterial för ett tak, dessutom hade man inte sökt efter något tak (Wilhelmson och Dell‘Unto 2014). Exemplet demonstrerar vad 3D tillsammans med GIS kan bidra med, det kan alltså väcka nya frågor och svar som man till och med inte har letat efter.

den objektiva databasen och med sina egna tankar skapa en egen tolkning av platsen. Som jag nämnde tidigare kan det vara svårt eftersom en utgrävning aldrig är helt objektiv. I ett av de största arkeologiska projekten, Catalhöyük, sker denna registrering till databaser med tolkningar direkt i fält (Dell‘Unto et al. 2017). De använder ett reflexivt

hermeneutiskt arbetssätt för att kunna registrera 3D-data direkt i fält i tablet-PC:s. Målet med reflexivitet är att man ska få de som utför utgrävningen att skapa tolkningar istället för att från början följa en given tolkning (Hodder 1999, 209; Greene och Moore 2010).

Att kombinera reflexivitet med digital arkeologi som har utförts i över 15 år i Catalhöyük har bidragit till att man har kunnat skapa en virtuell reversibel metod (Berggren et al.

2015). Jag tror att tillsammans med den objektiva databasen skulle det kunna bidra med en möjlighet till reflexiv omtolkning. På så sätt bidrar man med en ny subjektiv tolkning till utgrävningen vilket jag anser är bra eftersom man då tar bort tänkandet om att följa en tidigare tolkning som bestämmer riktningen av utgrävningen.

För att ta reflexiviteten ett steg längre har tablet-PC fått en större roll i arkeologin. Tablet-PC skapar stora möjligheter att utföra projekt och utgrävningar papperslöst, istället för att använda traditionella metoder som dokumentation på papper (Berggren et al. 2015). En hel del arkeologiska projekt har skapats som experimenterar med det (Taylor et al. 2018).

Dock är det oftast projekt som har stora kapital att röra sig med som exempelvis

Catalhöyük, Pompeii och Gabii. Projekten är tillräckligt stora för att kunna utföra digitala dokumentationsexperiment på (Taylor et al. 2018). Det finns dock kritik till papperslös utgrävning, att när man endast spårar fotografier på en tablet-PC tappar man

medvetenheten om varför det är viktigt att förstå den arkeologiska stratifieringen (Morgan och Wright 2018). Jag kan förstå kritiken bakom det, det sägs att man lär sig mer om man skriver något för hand än om man skriver det på exempelvis datorn. Enligt mig kan ritandet direkt på modellen bidra till en tidseffektiv taktik, vilket kan vara viktigt under en utgrävning då många kan känna att manuellt ritande tar lång tid. Det skapar även

möjligheter att samla all data i en och samma plats och som är lättillgänglig att användas direkt i fält (Berggren et al 2015). På det sättet ersätter man inte det traditionella sättet att rita ritningar i fält, utan man uppgraderar det.

Tolkning är en av de viktigaste delarna i en arkeologs yrke för att uppnå uppsatta mål, att presentera en bild av forntiden. Den digitala arkeologin kan hjälpa till med det oavsett vilken teoretisk bakgrund man använder. Att ta databaserna in i ett arkeologiskt digital samlingscentra bidrar till utökande tolkningar från alla arkeologer oavsett teoretisk

bakgrund. Oberoende av vilket sätt/teori olika arkeologer tolkat data på, bidrar det gemensamt till förnyade tolkningar. En teoretisk inställning behöver inte alltid fungera med arkeologisk data och ibland kan en teori vara så pass vag att den kan fungera med all data (Lucas 2012). Digital arkeologi ger oss möjligheter som vi inte tidigare har haft att visa, tolka och förstå forntiden på. Enligt mig borde digital arkeologi ses som ett flexibelt hjälpmedel, för att förstå forntiden, samlat i ett digital samlingscentra där man delar data med fler för att öka tolkningsmöjligheterna.

Den expansion som sker idag gällande användandet av 3D-arkeologi och att digitala tekniker skapar möjligheter vi inte tidigare haft och kan bidra till ett paradigmskifte i arkeologin, en digital revolution (Olson 2015; Zubrow 2006). Möjligheter såsom representation av modeller på ett sätt som illustrerar det förflutna, räkna och utföra statistik i en rad sammanfattade och analytiska former, skapandet med en integration i en virtuell konstruerad värld samt att det går att dela allt detta med hela världen i otroliga hastigheter (Morgan och Eve 2012; Zubrow 2006). Dessa innefattar både teoretiska- och vetenskapliga bakgrunder som vi finner i både processuell och post-processuell arkeologi, vilket stöder att man inte kan sätta digital teknik inom ett befintligt paradigm. Arkeologer

In document DEN TREDIMENSIONELLA ARKEOLOGIN (Page 24-38)