Sphinx und Chephren-Pyramide auf dem Plateau von Gizeh.
Sphinx und Chephren-Pyramide auf dem Plateau von Gizeh. Bildrechte: IMAGO

Hightech in der Ägyptologie Auferstanden aus Ruinen - Alt-Ägypten in 3D

Pyramiden, Tempel, Artefakte: Noch immer zieht das Erbe der alten Ägypter die Menschen in ihren Bann. Brauchte es früher viel Phantasie, die einstige Pracht der alten Bauwerke zu erkennen, hilft heute moderne 3D-Technik. Sie lässt den 4.600 Jahre alten Gizeh-Komplex im alten Glanz erstrahlen und hilft, den Sonnentempel von Heliopolis zu dokumentieren. Auch jahrtausendealte Objekte werden längst in der dritten Dimension erforscht.

von Dr. Daniel Niemetz

Sphinx und Chephren-Pyramide auf dem Plateau von Gizeh.
Sphinx und Chephren-Pyramide auf dem Plateau von Gizeh. Bildrechte: IMAGO

Sie gehören zu den ältesten Bauwerken der Menschheit. Seit über 4.600 Jahren versetzen die Pyramiden von Gizeh in Ägypten ihre Betrachter in Staunen. Das letzte erhaltene der sieben antiken Weltwunder beeindruckt bis heute durch seine imposante Erhabenheit. Doch mit der Pracht, die den Menschen des Altertums und der Antike auf dem Plateau von Gizeh entgegen strahlte, hat die Szenerie von heute nur noch wenig zu tun.

Zerstörungen über Jahrtausende

Die Pyramiden von Gizeh
Die Cheops-, Chephren- und Mykerinos-Pyramide (v.r.n.l.) von Süden betrachtet. Bildrechte: IMAGO

Der Zahn der Zeit, Grab- und Kunstraub und andere menschliche Zerstörungen haben dem Komplex um die drei Haupt-Pyramiden mit ihren Tempelanlagen, Prozessionswegen und Friedhöfen arg zugesetzt. Die weltberühmte Cheops-Pyramide beispielsweise, war mit ihren ursprünglich knapp 147 Metern Höhe noch bis ins 14. Jahrhundert das höchste Bauwerk der Welt, wurde später als Steinbruch genutzt und ist heute acht Meter niedriger. Nicht viel besser erging es der fast gleichgroßen Chephren-Pyramide, deren Kalksteinverkleidung noch im alten Ägypten zum Tempel- und im 14. Jahrhundert zum Moschee-Bau verwendet wurde. Zwar stehen hier noch Überreste zugehöriger Tempel, doch wie imposant die Gesamtanlage einst war, erschließt sich nur noch dem Kennerauge.

Gizeh-Plateau vor über 4.000 Jahren

Dabei weiß man heute sehr genau, wie es auf dem Gizeh-Plateau vor über 4.000 Jahren aussah. Das wohl anschaulichste Bild vermittelt das Projekt "Digital Giza" der Harvard University. Das seit 2011 an der US-Elite-Universität in Cambridge, Massachusetts, angesiedelte Großprojekt hat es sich zum Ziel gesetzt, alle weltweit vorhandenen Daten über die "berühmteste Ausgrabungsstätte der Welt" zusammenzutragen und digital zu erfassen.

Zugleich wurde damit begonnen, auf der Basis des gewaltigen Materials das altägyptische Gizeh-Plateau und seine Bauten als 3D-Rekonstruktion wieder auferstehen zu lassen und Jedermann im Internet zugänglich zu machen. Per Mausklick können Interessierte das Plateau zum Zeitpunkt seiner höchsten Blüte überfliegen, Tempel und eine Pyramide besuchen und Fakten zur Baugeschichte erfahren.

Grundlage für die dreidimensionale Rekonstruktion sind die zahllosen Beschreibungen, Skizzen, Zeichnungen, Fotos und Pläne, welche Generationen von Ägyptologen und Archäologen seit dem Ende des 18. Jahrhunderts von den Bauwerken, Statuen, Reliefs, Wandmalereien und Artefakten des rund zwei Quadratkilometer großen Gizeh-Komplexes angefertigt haben.

Photogrammetrie und digitale Revolution

Dom Unserer Lieben Frau in Wetzlar Hessen
Der Wetzlarer Dom: Am Giebel des Seitenschiffes (oben rechts) wäre Meydenbauer 1858 beinahe abgestürzt. Das Erlebnis veranlasste ihn, die "Messbildkunst" zu erfinden. Bildrechte: IMAGO

Dazu gehören auch jene Fotografien, die seit dem Ende des 19. Jahrhunderts auf der Grundlange der von Albrecht Meydenbauer (1834-1921) entwickelten Photogrammetrie aufgenommen wurden. Der deutsche Bauingenieur hatte die - wie er sie zunächst nannte - "Messbildkunst" samt der dazugehörigen Kameratechnik als Fernerkundungsverfahren nach einem Beinah-Absturz am Wetzlarer Dom 1858 entwickelt. Seither sind die Methoden der Photogrammetrie, bei der es im Kern darum geht, aus Fotografien oder genauen Messbildern eines Objektes dessen räumliche Lage oder dreidimensionale Form zu bestimmen, auch aus der Archäologie und Ägyptologie nicht mehr wegzudenken.

Die Möglichkeiten wurden dabei durch die digitale Revolution der letzten Jahre in ganz neue Sphären gehoben. Immer leistungsstärkere und zugleich erschwinglichere Scanner, Kameras und Computerprogramme sorgen dafür, dass die Erstellung virtueller 3D-Modelle von Objekten oder die virtuelle 3D-Rekonstruktion historischer Bauwerke zunehmend zum Standardprogramm wissenschaftlicher Einrichtungen in der ganzen Welt gehören.

3D-Technik in Heliopolis

Auch am Ägyptischen Museum der Universität Leipzig, das übrigens zu jenen elf Einrichtungen weltweit gehört, deren Grundlagenarbeit in das "Digital Giza"-Projekt von Harvard eingeflossen sind, gehört die Erstellung von 3D-Modellen längst zum festen Repertoire.

So werden derzeit bei einem durch den Leipziger Ägyptologen und Museumsleiter Dr. Dietrich Raue geleiteten Grabungsprojekt in der altägyptischen Sonnenstadt Heliopolis auch 3D-Rekonstruktionen von Statuen und Gebäudeteilen erstellt. Auch die Dokumentation von dreidimensionalen Straßenschnitten steht auf dem Programm. Die Ägyptologen machen dabei mit hochauflösenden Spiegelreflexkameras zahlreiche Fotos der Grabungsschnitte aus verschiedenen Perspektiven. Diese werden später durch eine Spezialsoftware in einem langwierigen Verfahren zu einem virtuellen 3D-Modell zusammengesetzt.

Archäologie auf der Baustelle

Kran und Grabungsarbeiter heben Teil einer großen Steinskulptur in Heliopolis Kairo
Heliopolis 2017: Ägyptologen bergen auf dem Gelände des alten Heiligtums den Teil einer Riesenstatue, die vermutlich Pharao Ramses II. (1303-1213 v.Chr.) darstellt. Bildrechte: IMAGO

Die Vorteile liegen auf der Hand, wie die Leipziger Ägyptologin Dr. Franziska Naether zu berichten weiß: "Manchmal gibt es Ausgrabungen, bei denen sofort reagiert werden muss, wo man nicht lange Zeit hat, Objekte, Funde oder Gebäude zu fotografieren, langwierig abzuzeichnen und zu dokumentieren. Ganz oft ist schnelles Handeln gefragt. Da wird beispielsweise eine Straße aufgerissen und die muss innerhalb von wenigen Stunden komplett dokumentiert werden, weil dann ein Bauvorhaben weitergehen muss."

Genau das sind auch die Bedingungen, unter denen die Ausgrabungen in Heliopolis laufen. Das altägyptische Sonnenheiligtum liegt heute unter einem Wohngebiet im Nordosten Kairos begraben, einer Gegend, in der praktisch ständig gebaut wird. Die 3D-Photogrammetrie bietet unter diesen schwierigen Bedingungen immer noch vergleichsweise gute Dokumentationsmöglichkeiten.

Vorteile von 3D-Modellen

Das Einsatzspektrum der 3D-Technik ist dabei längst nicht auf archäologische Grabungen wie in Heliopolis oder kosten- und zeitintensive Großprojekte wie "Digital Giza" von Harvard beschränkt.

Praktisch jede Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Ägyptologie und Archäologie nutzt mittlerweile die Möglichkeiten virtueller 3D-Modelle. Sie bieten den Vorteil, dass Originale bei der Arbeit nicht beschädigt werden oder mehrere Wissenschaftler gleichzeitig an ein und demselben Objekt arbeiten können.

Im Vergleich zu Fotos oder Zeichnungen bieten 3D-Modelle für Wissenschaftler noch einen weiteren großen Vorteil, weiß Franziska Naether: "3D-Modelle heben auch Handwerker-Spuren oder die Buchstaben oder Hieroglyphen der Inschriften besonders gut hervor. Denn sie zeigen nicht nur in 2D den Text an sich, sondern auch die Art und Weise, wie die Buchstaben in den Stein hinein gemeißelt worden sind. Und das hilft manchmal bei der Entzifferung, wenn man weiß, wie der Steinmetz seine Werkzeuge gesetzt hat und wie die Führung des Meißels gewesen ist."

Anziehend auf Besucher

Für Naether, die gemeinsam mit ihrer Kollegin Caroline Böhme vom Institut für Klassische Archäologie der Universität Leipzig die neue Sonderausstellung im Ägyptischen Museum "Bekriegt. Besetzt. Bereichert. Ägypten zwischen Spätzeit und Spätantike" kuratiert hat, haben im Internet präsentierte Fotos und 3D-Modelle von Ausstellungsstücken noch einen weiteren positiven Effekt: "Sie ziehen mehr Besucher in die Museen."

Viele große Ausstellungshäuser weltweit, wie das Metropolitan Museum in New York oder das British Museum in London, haben das längst erkannt. Das gehe sogar soweit, dass deren Besucher animiert würden, selbst virtuelle 3D-Modelle anzufertigen und ins Netz zu stellen, so Naether.

Keine Frage des Budgets

Das Ägyptische Museum Leipzig steht den großen Häusern in dieser Hinsicht in nichts nach. Auch Naether und ihre Kollegen haben begleitend zur neuen Sonderausstellung mehrere virtuelle 3D-Modelle von Ausstellungsobjekten ins Internet gestellt. Kosten und Aufwand für deren Produktion sind im Übrigen überschaubarer als man meint: eine gute Handy-Kamera, freie 3D-Software mit Lizenz für Uni-Mitarbeiter (60 US-Dollar), 80 bis 100 Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven und viel Zeit, die das Programm zum Bau des 3D-Modells benötigt - fertig!

Die teurere, aber natürlich auch professionellere Variante sind spezielle Streifenlicht-Scanner. Das Landesamt für Archäologie Sachsen beispielsweise erfasst ausgewählte Fundobjekte schon seit 2005 mithilfe eines 3D-Laserscanners. Einzelne virtuelle 3D-Modelle bietet die Behörde auf ihrer Homepage sogar zum Download an. Auch Leipziger Ägyptologen nutzen die hochpräzisen Streifenlicht-Scanner. Bei einer Ausgrabung mit tschechischen Kollegen im Sudan wird beispielsweise die Ausbeute des Tages am Abend im Zelt per 3D-Scan erfasst. Der Nachteil: Transport und Wartung solcher Anlagen sind im Einsatz aufwändiger als bei den Spiegelreflexkameras, mit deren Hilfe die 3D-Modelle für die Heliopolis-Grabung erstellt werden.

"Open Source" ist Pflicht

In einem Punkt herrscht allerdings bei allen Systemen Übereinstimmung: Die Software und die Datei-Formate, in denen alle Daten erfasst und angelegt werden, sollten "Open Source", also frei zugänglich sein. Schriftstücke etwa müssen als PDF- und Fotos als JPG-Dateien vorliegen. Die Standards, die von IANUS, dem Forschungsdatenzentrum für Archäologie und Altertumswissenschaften, festgelegt werden, sollen eine nachhaltige wissenschaftliche Nutzung aller erhobenen Daten sicherstellen.

Und wer weiß - vielleicht dienen die Fotos und 3D-Modelle, welche die Leipziger Ägyptologen aus Heliopolis mitbringen, eines Tages sogar dazu, die altägyptische Sonnenstadt im virtuellen Glanz neu entstehen zu lassen. So wie es "Digital Giza" mit dem Plateau von Gizeh gelungen ist.

Über dieses Thema berichtete MDR AKTUELL: Radio | 27.07.2017 | 15:30 Uhr