HistStadt4D - Multimodale Zugänge zu historischen Bildrepositorien zur Unterstützung stadt- und baugeschichtlicher Forschung und Vermittlung

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Authorship
  1. 1. Sander Münster

    Medienzentrum/TU Dresden

  2. 2. Florian Niebling

    Lehrstuhl HCI/Universität Würzburg

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Nutzungsszenarien und Forschungsmehrwerte
Ähnlich virtuellen 3D-Modellen adressieren auch digitale Bildrepositorien einen
breiten Nutzerkreis mit höchst unterschiedlichen Anforderungen, welche von einer
Forschungsunterstützung und damit verbundenen geistes- und
informationswissenschaftlichen Fragestellungen über eine Wissensvermittlung in
akademischen und musealen Kontexten bis hin zu touristischen Anwendungen reichen
(Münster 2011a). In Abhängigkeit vom Nutzerkreis existieren dabei eine Reihe
teilweise gegensätzlicher Anforderungen: Für geschichtswissenschaftliche
Forschungsaufgaben stehen beispielsweise Aspekte einer Vergleich- und
Kontextualisierbarkeit von Quellen (Wohlfeil 1986; Brandt 2012; Münster et al.
2015) oder des Bezugs zwischen Quelle und Repräsentation (Favro 2004; Niccolucci
/ Hermon 2006) ebenso wie eine Identifikation beispielsweise von formalen
Mustern, Singularitäten, Brüchen und Devianzen in Architektur und Stadtbild
(Andersen 2007; Bürger 2011) im Vordergrund. Zu den damit verbundenen
geschichts- und kulturwissenschaftlichen Fragestellungen gehören beispielsweise:

Wie verändern sich Bauten und Städte im Laufe der Zeit?
Welche zeitlichen und örtlichen Zäsuren und Brüche lassen sich erkennen?
In welchen Kontexten findet die Transformation eines historischen Stadtbilds statt?
Welche baukulturellen Standards und Notwendigkeiten, Bauvorschriften sowie Zeit-, Regional- und Personalstile und Singularitäten von historischen Objekten lassen sich erkennen?
Welche Ansichten weisen die historisch höchste Überlieferungsdichte auf?
Welche Blickwinkel lassen auf eine bestimmte Betrachterwirkung und ein abhängiges Betrachterverhalten schließen?
Wie wird durch die Motive der Ansichten bzw. durch die Ansichten selbst regionale Identität erzeugt und transportiert?

Demgegenüber sind für eine Vermittlung geschichtswissenschaftlichen Wissens -
neben der Attraktion von Aufmerksamkeit beispielsweise durch spielerische
Elemente (Jacobson et al. 2009) - dessen mentale Anknüpfbarkeit und
Verständlichkeit relevant. Mit Blick auf eine Nutzung sind zwei wesentliche
Vorgehensweisen der Informationserschließung erkennbar: Einerseits ein
selbstgesteuertes Durchsuchen von Sammlungen historischer Fotografien,
Zeichnungen und Pläne, andererseits eine orts- oder kontextbezogene
Informationsvermittlung beispielsweise im Zuge stadträumlicher oder musealer
Präsentation. Mit Blick auf diesen letzten Aspekt hat insbesondere mit dem
Aufkommen leistungsfähiger personal devices wie Smartphones oder Tablets eine
Vor-Ort-Darstellung geschichtswissenschaftlicher Information als Augmented
Reality Bedeutung gewonnen und wurde vielfältig erprobt und untersucht
(Livingston et al. 2008; Zöllner et al. 2010; Walczak 2011). Dabei stehen
umfassende Untersuchungen eines derartigen interaktiven Zugangs zu großen und
heterogenen historischen Medienrepositorien sowohl aus technischer und
gestalterischer Sicht als auch mit Blick auf Wissenstransfers und Lerneffekte
jedoch noch aus.

Klassifikation von Bildern
Mit Blick auf eine Bildklassifikation gehen bisherige Ansätze vor allem von einer
– durch Experten oder eine Nutzercommunity – vorgenommenen Verschlagwortung von
Bildern aus. Insbesondere bei fotografischen Aufnahmen lassen sich über
derartige manuelle Klassifikationen hinaus technische Ansätze einer Erkennung
von Bild-Features oder Bildkompositionen (Hanzl / Káňa 2012) anwenden und daraus
beispielsweise Ähnlichkeiten von Motiven ableiten (Hoiem / Savarese 2011; Endres
2013). Analog nutzen photogrammetrische Verfahren die Möglichkeit, anhand von
fotografischen Aufnahmen von unterschiedlichen Standpunkten mit überlappenden
Bildinhalten räumlich dreidimensionale Strukturen abzuleiten
(Pierrot-Deseilligny et al. 2011; Kersten et al. 2012). Gerade umfangreiche
Fotorepositorien ermöglichen die Erzeugung komplexer dreidimensionaler
Landschafts- und Stadtmodelle, welche unter Nutzung bekannter ortsbezogener
Objekte wie Bauwerke oder Straßenverläufe im Weltkoordinatensystem verortet
werden können. Damit erlauben derartige 3D-Modelle wiederum einen ortsbezogenen
und intuitiven Zugriff auf einzelne Bilder. Während solche Ansätze für
zeitgenössische Fotografien erprobt sind und vielfältig Anwendung finden
(Structure-from-Motion, z. B. Virtual Rome, MS Photosynth), stellt sich bei
historischem Bildmaterial nicht nur das Problem höchst unterschiedlicher
technischer Qualitäten und einer mangelnden Reproduzierbarkeit der
Aufnahmesituation (Brenningmeyer / Begg 2006; Stojakovic / Tepavcevic 2009)
sondern auch die Anforderung einer zeitlichen Dimensionierung der Aufnahmen. Die
Forderung nach einer Auslotung derartiger Ansätze im Dienste der Humanities
stammt dabei insbesondere aus den Reihen der Archäologie und im Kontext
kulturellen Erbes (Ioannides et al. 2013). Aus diesen Bereichen stammen
ebenfalls umfangreiche Vorarbeiten insbesondere zu technischen Algorithmen und
Vorgehensweisen, welche jedoch zumeist anhand zeitgenössischer Aufnahmen oder
anhand spezifisch ausgewählter historischer Bilddatenbestände erprobt wurden
(Ioannides et al. 2013).

4D- Informationssysteme
Durch die Verknüpfung von Orts- und Zeitbezügen entstehen Informationssysteme, in
welche sich neben Fotografien eine Vielzahl weiterer, ortsbezogener Daten
integrieren lassen. Gerade im deutschsprachigen Raum fokussieren derartige
Systeme zumeist auf eine räumlich-zweidimensionale, zeitbezogene Kartierung
historischer Artefakte sowie damit verbundene Relations- und
Aggregationsinformationen. Dies spiegelt sich nicht nur in einer Vielzahl von
Projekten sondern auch im als diesbezügliches Infrastrukturangebot entwickelten
Europeana 4D Interface wider, welches die Basis des Dariah-Geobrowsers bildet
und trotz seines Namens auf eine vorrangig zweidimensionale Kartierung abzielt.
Darüber hinausgehend eröffnen perspektivisch korrekte Darstellungen
dreidimensionaler Daten, beispielsweise als virtuelle Stadt- und
Landschaftsmodelle, gerade mit Blick auf die Verknüpfung und Veranschaulichung
komplexer historischer Informationen gegenüber Kartierungen eine Reihe von
Möglichkeiten (Prechtel et al. 2013).

Die BMBF-eHumanities-Nachwuchsgruppe HistStadt4D
Die vorgeschlagene Präsentation stellt die konzeptionellen sowie empirischen Vorarbeiten der schon angeführten eHumanities-Nachwuchsgruppe HistStadt4D vor.
Die Nachwuchsgruppe adressiert mit Blick auf die beschriebene Problemstellung drei Fragenkomplexe. Ein geschichtlich-architektonischer Komplex behandelt am Beispiel der baugeschichtlichen Entwicklung der Stadt Dresden im 20. Jahrhundert Fragen, deren Bearbeitung mit einer intensiven Nutzung von Bild- und Planquellen verbunden ist und für welche eine Zusammenführung und technische Unterstützung Forschungs- und Vermittlungsmehrwerte verspricht. Dies umfasst Aspekte zeitlicher Entwicklung und Transformation einer Stadtlandschaft und formaler Stile ebenso wie kulturelle Aspekte wie beispielsweise ein fotografisches Dokumentationsverhalten und dessen geschichtsbildende Wirkung aber auch spezifische Fragen wie die nach einer Rekonstruktion des Aufnahmestandpunktes von historischen Fotografien.
Damit verknüpft ist ein zweiter, methodischer Komplex, welcher diesbezüglich forschungsmethodische Anforderungen an digitale Bild- und Planquellenrepositorien und sich daraus ableitenden technische Unterstützungsoptionen behandelt. Dazu gehören die Systematisierung von Unterstützungsbedarfen beispielsweise einer Identifikation und Kontextualisierung sowie eines visuellen Vergleichs zwischen derartigen Quellen und die Entwicklung von Nutzungsszenarien.
Darauf aufbauend behandelt ein informationell-technischer Komplex eine bedarfsgerechte Informationsmodellierung und deren technische Umsetzung am Beispiel der Deutschen Fotothek . Dazu gehören Aspekte einer Prozessierung und Verknüpfung von historischen Medien- und Wissensbeständen unter Einbeziehung von Ort und Zeit zu einer virtuellen Forschungsumgebung, sowie die Untersuchung und Entwicklung von Visualisierungs- und Informationszugängen mittels 4D-Browser sowie als interaktive ortsbezogene Augmented Reality.

Präsentationsinhalte
Die vorgestellte Nachwuchsforschergruppe HistStadt4D befindet sich momentan in der Vorbereitungsphase. Zum Zeitpunkt der Konferenz werden präsentierbar sein:

Die im Rahmen zweier beginnender Habilitationsvorhaben erarbeiteten
Darlegungen der Forschungsstände (1) zu Forschungsansätzen sowie
Arbeitstechniken der Visual Humanities (Münster / Prechtel 2014; Münster et
al. 2015; Münster in Vorbereitung) sowie (2) zur Visualisierung
umfangreicher Bildrepositorien.
Ein darauf aufbauendes Forschungskonzept der Nachwuchsgruppe.

Darüber hinaus liegen zum Zeitpunkt der Konferenz Ergebnisse im Kontext der Nachwuchsgruppe entstandener flankierender Forschungsarbeiten vor und sollen in eine Präsentation einfließen:

In einer Diplomarbeit gewonnene und getestete Erkenntnisse zur Abstraktion
und Wiedererkennbarkeit virtueller Gebäuderepräsentationen (Weller 2013;
Münster et al. submitted paper).
Eine im Rahmen einer Masterarbeit ab Mitte 2015 erfolgte wissenschaftlich fundierte Bewertung und Konzeption sowie prototypische Testung von technischen Unterstützungsoptionen stadträumlicher Forschung und Vermittlung.
Die im Rahmen einer weiteren Masterarbeit ab Mitte 2015 erfolgte Untersuchung der dreidimensionalen Verortung historischer Fotografien unter Zuhilfenahme eines fotogrammetrisch erstellten zeitgenössischen 3D-Modells.
Mit Blick auf eine Bandbreite der geschichtswissenschaftlichen Nutzung von
Medienrepositorien erfolgte im Rahmen einer Dissertation (Münster 2014)
anhand einer Analyse von 578 - in erweiterter Form knapp 3000 -
internationalen Konferenzbeiträgen der Spatial Humanities eine umfassende
Aufstellung sowohl von Projekttypen und Objekten (Münster / Köhler 2012) als
auch von verwendeten Technologien sowie Forschungs- und
Vermittlungskontexten (Münster 2011; Münster / Ioannides 2015; Münster et
al. im Druck).
Im Kontext einer Untersuchung von Kooperationstechniken wurde durch die
Autoren nachgewiesen, dass bildliche Darstellungen eine wesentliche
Bedeutung zur Unterstützung von Kommunikations- und Wissenstransferprozessen
sowohl für eine wissenschaftlich fundierte Modellgenese (Münster 2013) als
auch zur Wissensvermittlung besitzen (Weller 2013; Köhler et al. 2014;
Münster et al. 2014).
Vor diesem Hintergrund wurden durch die Autoren im Rahmen mehrerer
internationaler Drittmittelprojekte räumliche, geobasierte
3D-Informationssysteme für geschichtswissenschaftliche Inhalte untersucht
und hinsichtlich Gebrauchstauglichkeit und Informationsvermittlung getestet
(Köhler et al. 2013). Dabei wurden innovative Informations- und
Softwarearchitekturen sowohl für Geobrowser (Schubert 2013; Schubert 2013;
Kröber 2014) als auch Plugin-freie und browserbasierte mobile 3D-Augmented
Reality Verfahren (Prechtel et al. 2013; Schietzold 2013) entwickelt.
Darüber hinaus wurden derartige Techniken für ein ubiquitäres Bildungs- und
Informationssystem verwandt, welches individuelle Nutzerpräferenzen, Social
Media-Aktivitäten und Online-Inhalte über eine semantische Wissensbasis
verknüpft und dafür verwendet, dem Nutzer personalisierte Lerninhalte auf
unterschiedlichen Endgeräten bereitzustellen (Funke et al. 2013).

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Conference Info

In review

DHd - 2016
"Modellierung - Vernetzung – Visualisierung: Die Digital Humanities als fächerübergreifendes Forschungsparadigma"

Hosted at Universität Leipzig

Leipzig, Germany

March 7, 2016 - March 11, 2016

160 works by 434 authors indexed

Conference website: http://dhd2016.de/

Contributors: Patrick Helling, Harald Lordick, R. Borges, & Scott Weingart.

Series: DHd (3)

Organizers: DHd