Gastkommentar

Georg Zotti © LBI ArchPro
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Dossier

"Simulation in der Archäologie - abseits von Hollywood"

Gastkommentar

28.06.2018
  • Wien (Gastkommentar) - Simulation spielt auch in der modernen archäologischen Forschung eine wichtige Rolle. Schon seit Jahrzehnten wird auf dem Gebiet der experimentellen Archäologie erkundet, wie lange es etwa dauert und wie viele Arbeitskräfte benötigt werden, um mit Steinwerkzeugen Bäume geeigneter Stärke zu fällen und zu bearbeiten, um Palisaden oder Gebäude zu errichten, von denen sich nur Spuren im Boden erhalten haben. Auch die Frühzeit der Metallgewinnung und -verarbeitung kann auf diese Art erkundet werden, und Vorführungen experimenteller Nachbauten von Rennöfen zur Eisenverhüttung sind spektakuläre Stationen in Freilichtmuseen wie dem MAMUZ Museum für Urgeschichte in Asparn/Zaya (Niederösterreich), aus denen sich wichtige Erkenntnisse etwa zum Brennholzbedarf und den erzeugten Mengen bei der Eisengewinnung ableiten lassen. Interessant sind dann auch Entdeckungen, an die die man vor dem Nachbau nicht einmal gedacht hatte, etwa besondere Echo-Effekte, wie sie in der rekonstruierten Neolithischen Kreisgrabenanlage auf dem Heldenberg (Niederösterreich) aufgefallen sind.

  • Auch die Computersimulation leistet mittlerweile wertvolle Dienste. Eine Geländeanalyse mit geographischen Informationssystemen lässt Rückschlüsse auf die Überwindbarkeit von Gebirgspässen und generell die Entwicklung von Verkehrswegen zu. Die Sichtbarkeitsanalyse zwischen Orten kann die Standortwahl für Siedlungen oder Burgen erklären, oder auch die Errichtung eines Klosters, das offenbar möglichst abgeschieden von der Welt sein sollte. Andere Forschergruppen untersuchen auch mit Methoden der Baustatik die Konstruktionseigenschaften oder etwa die Erdbebenfestigkeit antiker Tempelanlagen. Simulation bedeutet ja über die statische Analyse hinaus vor allem die Nachbildung dynamischer Prozesse und komplexer Vorgänge, um ein beobachtetes Endergebnis (den Zustand einer Ruine) besser zu verstehen.

  • Eine sehr populäre, weil in ihren Ergebnissen oft sehr anschauliche Entwicklung stellt die Virtuelle Archäologie dar. In der Regel versteht man darunter die Darstellung früherer Gebäude in ihrer Landschaft mit Methoden der Computergraphik. So wächst aus einem archäologisch gesicherten Hausgrundriss ein Gebäude, dessen Erscheinungsbild wir im Detail nicht kennen, aber zumindest anhand zeitgleicher, besser erhaltener Bauwerke und aus der oben erwähnten experimentellen Archäologie erschließen können. Mittlerweile ist interdisziplinäre Zusammenarbeit erforderlich, kaum eine Einzelperson kann hier alle Teilbereiche bewältigen. So können wir auf den Grundrissen großflächig mit geophysikalischen Prospektionsmethoden wie dem Bodenradar erkundeter Areale wie der Römischen Provinzhauptstadt Carnuntum ganze Städte im Computer wiedererrichten. Einige traditionell denkende Forscher kritisieren die Methode auch, es erwachse "zu viel Hollywood", und man möge doch diese Rekonstruktionen nur ja nicht zu detailreich machen, am besten nur mit schwachen Linien andeuten. Hier gibt es tatsächlich unterschiedliche Ansichten zwischen "Vermittlern" und "traditionellen Forschern".

  • Doch die Methode hat enormes Potenzial, erlaubt sie doch auch die Entwicklung und Analyse von Rekonstruktionsvarianten. Rekonstruktionen mit wissenschaftlichem Genauigkeitsanspruch müssen sich hierbei an den "Seville Principles of Virtual Archaeology" orientieren und alle aus dem archäologischen Befund nachvollziehbar ableiten lassen. Frühere Generationen von Archäologen haben beim rekonstruktiven Aufbau verfallener Tempelanlagen oder Herrscherpaläste gelegentlich Entscheidungen getroffen, die ihre Nachfolger heute bedauern. Es entstand ein bestimmtes Erscheinungsbild, für Besucher in Stein gemeißelt (oder sogar in Beton gegossen), das heute aus Tourismusprospekten oder aus den Köpfen der interessierten Öffentlichkeit nicht mehr wegzudenken ist, auch wenn neuere Erkenntnisse der sichtbaren, selbst oft schon unter Denkmalschutz stehenden falschen Rekonstruktion widersprechen. Es ist alleine schon bemerkenswert, wie lange die bunte Bemalung vieler Griechischer und Römischer Tempel unbekannt war und ein solcher daher weiß zu sein hatte.

  • Die neuere Methode der Virtuellen Archäologie ermöglicht die Wiedererrichtung nicht nur einer möglichen Erscheinungsform, sondern von mehreren, die dann auch interaktiv wie in einem modernen 3D-Computerspiel virtuell begangen werden können. Ob der Betrachter dabei vor einem Bildschirm sitzt, vor einer 3D-Projektion steht oder mittels VR-Brille in die Simulation einsteigt, ist, zumindest sobald die erste Technikbegeisterung abgeklungen ist, nicht entscheidend. Das Modell bzw. die Modellvarianten müssen vor allem zum archäologischen Befund passen, dürfen aber dennoch realistisch aussehen. Es lässt sich auch die zeitliche Abfolge von Bauten darstellen, sofern den materiellen Hinterlassenschaften im Boden entsprechende Erkenntnisse abgerungen werden konnten. Zumindest eine relative zeitliche Reihenfolge von Funden oder auch nur übereinanderliegenden, durch oft nur minimale Verfärbung unterscheidbaren Erdschichten, also die Stratigraphie, kann dann auch durch die sogenannte Harris-Matrix, die mathematisch eigentlich ein gerichteter azyklischer Graph ist, dokumentiert und auch umfangreiche Fundbestände einander zugeordnet werden. Diese Zuordnung kann hierbei auch erst in der Nachbearbeitung einer Ausgrabung erfolgen, wenn ihr Ablauf mit modernen Methoden wie Laserscan hinreichend genau digital dokumentiert wurde.

  • Die Simulation von zeitlich veränderlichen Erscheinungen ist auch natürlicher Bestandteil der Virtuellen Archäoastronomie. Vielerorts finden sich Baudenkmäler, deren Orientierung häufig mit Sonnen- oder Mondlauf zusammenhing, sei es der Neolithische Steinkreis von Stonehenge, viele Tempel in Ägypten, oder auch Europäische Kirchen des Mittelalters mit ihrer häufigen Orientierung zum Sonnenaufgang an Hochfesten, Patrozinien oder Kirchweihetagen. Da sich vor allem das jahreszeitliche Erscheinungsbild des Sternenhimmels über viele Jahrhunderte doch langsam ändert, kann nur eine dafür ausreichend genaue astronomische Simulation in Kombination mit der archäologischen virtuellen Rekonstruktion das ursprüngliche Erscheinungsbild mit den damaligen Gestirnständen wiedergeben.

  • Solche komplexen Simulationsprogramme für sehr spezielle Fragen können nur selten von Grund auf von Einzelpersonen oder kleinen geschlossenen Forschergruppen erstellt werden. Die Lösung kann in der Mitarbeit an internationalen quelloffenen Softwareprojekten liegen. Entwickler rund um den Globus erarbeiten gemeinsam ein Programm, jeder bringt aus seinem Spezialgebiet die notwendigen Kenntnisse mit. Das Ergebnis ist oft viel umfangreicher einsetzbar als von einem Autor ursprünglich vorgesehen. Gemeinsam mit Studenten der TU Wien konnte ich so im beliebten und weitverbreiteten Astronomieprogramm "Stellarium" einige für diese Forschung wichtige Funktionen hinzufügen, vor allem genau die Möglichkeit, sich in einer 3D-Landschaft unter den Himmel ferner Zeiten zu begeben und astronomisch motivierte Bauwerksorientierungen zu untersuchen und auch anschaulich zu präsentieren. Die ebenfalls gesteigerte astronomische Genauigkeit kommt durch den Rückfluss in das Projekt auch allen anderen Anwendern, insbesondere beobachtenden Amateurastronomen, aber auch Lehrenden der Astronomie und Astrophysik zugute.

  • Wer noch mehr Interaktion mit der simulierten Landschaft sucht, greift dann zu "Game Engines", den Baukastensystemen für kommerzielle Computerspiele. "Serious Gaming" nennt sich der Einsatz von Spieltechnologie außerhalb der Unterhaltungsindustrie. Diese "Game Engines" erlauben die Bewegung in einer virtuellen Landschaft mit Architektur, windbewegter Vegetation, beweglichen Objekten und Lebewesen, vielleicht sogar "Mitreisenden". Auch wenn nun schon viele Archäologen Computer anwenden und teilweise selbst Anwendungen für ihre Forschung entwickeln, werden solche primär für die Öffentlichkeitsarbeit entwickelten Simulationen aufgrund ihrer Komplexität, und weil das Publikum ja doch gewisse Erwartungen an ein realistisches Aussehen der Graphik hat, dann doch meist unter Einbeziehung von professionellen Spielentwicklern erstellt. Mit einer "crowd simulation", also der Simulation sich bewegender Menschenmassen, kann man dann sogar Fragen untersuchen wie etwa die Logistikabläufe, Versorgung und Bewegung zehntausender Zuschauer während der Gladiatorenkämpfe in einem Römischen Amphitheater - genau wie für heutige Fußballgroßereignisse.

Zur Person

Georg Zotti, Ludwig Boltzmann Institut für Archäologische Prospektion und Virtuelle Archäologie (LBI ArchPro)

Georg Zotti ist ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Ludwig Boltzmann Institut für Archäologische Prospektion und Virtuelle Archäologie (LBI ArchPro) in Wien. Seit seiner Jugend interessiert er sich für Astronomiegeschichte und die Rolle der Astronomie im Alltag im Laufe der Geschichte. Nach dem Doktorat aus Informatik (TU Wien) untersuchte er 2009-12 an der Interdisziplinären Plattform für Archäologische Forschung der Universität Wien (VIAS) die umstrittene astronomische Orientierung jungsteinzeitlicher Kreisgrabenanlagen und entwickelt seither neuartige Methoden der Virtuellen Archäoastronomie, also der Kombination von virtuellen Landschaftsmodellen und astronomisch korrekter Simulation des Himmels. Er entwickelt aber auch nichtastronomische Demonstrationsobjekte und Ausstellungsstücke des LBI ArchPro, etwa für die erfolgreiche Stonehenge-Ausstellung im MAMUZ Mistelbach (2016/17). Er ist Zweiter Vorsitzender der Gesellschaft für Archäoastronomie und Vizepräsident der Europäischen Gesellschaft für Kulturastronomie SEAC. Seine Nachbauten historischer astronomischer Instrumente waren u.a. in der von ihm mitgestalteten Ausstellung in der Stiftsbibliothek Melk zum Internationalen Jahr der Astronomie 2009 zu sehen. Über 50 Publikationen in internationalen Journalen, Buchkapiteln und Konferenzbänden dokumentieren Entwicklungen und Fallbeispiele zur Simulation historisch-astronomischer Fragestellungen.

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