Chamaeleo

Chamaeleo

3D-Rekonstruktion eines Chamäleons aus einem Computertomografie-Scan

Archaeopteryx Scan

Die Herausforderung dieses Projekts bestand darin, die ursprüngliche Gestalt eines verstorbenen Chamäleons zu rekonstruieren. Grundlage für die Rekonstruktion war sein CT-Scan. Dieses gefrorene Exemplar eines Jemen Chamäleons (Chamaeleo calyptratus) stammt aus dem Heimtierhandel. Es sind keine Angaben zum Herkunftsort bekannt. Es wurde für die wissenschaftliche Untersuchung vom Texas Memorial Museum zur Verfügung gestellt.

Die Umwandlung der CT-Scan-Daten in ein geeignetes Format war bereits eine anspruchsvolle Aufgabe. Ich nutzte ImageJ, um schließlich eine Sequenz von Schnittbildern (Slices) durch das Tier zu extrahieren. Diese Slices gewährten mir einen umfassenden Einblick in jede Ecke des Reptilienkörpers, wobei alle 3D-Informationen in ihnen enthalten waren.

Doch das war erst der Anfang. Nun galt es, die 3D-Informationen aus diesen Slices zu befreien und sie in eine korrekte Geometrie zu verwandeln. Es war, als stünde ich vor einem digitalen Felsen aus gestapelten Slices, aus dem ich die Gestalt des legendären David herausmeißeln (segmentieren) musste. Mit viel Konzentration und einem Hauch von Glück fand ich schließlich den richtigen Schwellenwert, der die Knochen des Chamäleons von dem umgebenden Gewebe trennte.

Um nun auch den Körper wieder in Form zu bekommen, ging ich genauso vor, wie bei beim Segmentieren der Knochen. Nur lag der Schwellenwert hierbei zwischen dem Körper und der umliegenden, leeren Umgebung. Nun waren Skelett und Körper segmentiert. Ich habe 3D Objekte zusammengeführt und siehe da: das Skelett passt perfekt in den Körper. Nun kann man eine schöne, gläserne Visualisierung erstellen, die einen Einblick in das Innenleben des Tieres erlaubt.

Die Rekonstruktion ist mit zahlreichen Details auf der Oberfläche gelungen. Obwohl die originalen Farbmuster und Texturen fehlen, habe ich dem Chamäleon eine lebhafte Eigenschaft verliehen: Besonders an den dünnen Stellen des Körpers habe ich eine Lichtdurchlässigkeit eingearbeitet, eine transluzente Eigenschaft, die dem kleinen Freund ein zusätzliches Maß an Realismus verleiht. Nun wirkt das Chamäleon beinahe wieder lebendig.

Jedoch ist es bedauerlich, dass die Rekonstruktion zerteilt ist und die hintere Hälfte des Chamäleons fehlt. Trotzdem bleibt diese Rekonstruktion für mich ein eindrucksvolles Zeugnis für die Fortschritte in der digitalen Rekonstruktion und ein Tribut an die Schönheit der Natur.

Die erfolgreiche und hochauflösende Rekonstruktion des Chamäleons bietet sich perfekt für den 3D-Druck an. Daher ist es mein nächstes Vorhaben, das rekonstruierte Tier auszudrucken. Glücklicherweise habe ich bereits ein fantastisches Team von 3D-Druckern gefunden, das sich bereit erklärt hat, sich dieser spannenden Aufgabe anzunehmen.

Credits: Dr. Jessie Maisano, 2003, „Chamaeleo calyptratus“ (On-line), Digital Morphology. http://digimorph.org/specimens/Chamaeleo_calyptratus/whole/
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