Den gamla Mayagrottans märkliga system av nio kamrar i Belize gäckar forskarna. Stefan Lindgren, Lunds universitet, åkte dit med ett forskarteam och fick utföra skanningar mitt i djungeln under synnerligen tuffa förhållanden.

Det är totalt mörker i den fuktdrypande kammaren som ingår i ett system av nio kamrar djupt i djungeln i Belize, Mellanamerika. Överallt är tusentals keramikskärvor utspridda och i en kammare finns kolrester. Denna gamla grotta bär på spår av Mayaindianernas kultur från 700 – 900 AD. Gåtor som sätter arkeologernas fantasi och forskariver i rörelse. Innan forskarna kan dra slutsatser måste noggranna mätningar genomföras och där är skanning och 3D-teknik självskrivna metoder.

I projektet fanns en grupp på 20 personer som till största delen var amerikanska forskare. Där medverkade även Stefan Lindgren från Sverige. Han är forskningsingenjör vid Humanistlaboratoriet, Lunds universitet. Under senare tid har intresset för att arbeta i 3D vuxit inom humaniora. Ett exempel är arkeologiska institutionen.

– Där är man intresserad av att visualisera med hjälp av 3D, berättar Stefan. Det ger forskarna möjligheter att testa hypoteser, flytta delar i modellen, ändra färger och ljusförhållanden. 3D är också ett sätt att dokumentera arbetet vid en utgrävning.

Ett annat sätt är att arbeta med fotogrammetri. Med denna teknik används bilder som tas med en vanlig kamera och som sedan bearbetas i ett program till en 3D-modell. Stefans uppgift som ingenjör är att utveckla metoder för att underlätta för forskarna i deras arbete när de samlar in data från fältet.

Skanning under extrema förhållanden

Forskarteamet tror att mayagrottans system av kamrar har haft en religiös funktion. Kamrarnas storlek varierar, den minsta är 10 meter lång och två meter hög medan en av de större är 150 meter lång och har en höjd på 20 meter. För att kunna arbeta i kolmörkret hade varje person hjälm med pannlampa och ficklampa. Vid fotograferingarna som genomfördes satte man upp kraftfulla lampor.

Det är obeskrivligt varmt och luftfuktigheten är extremt hög i den subtropiska djungeln. Att skanna under dessa extrema förhållanden är naturligtvis mycket påfrestande. Ett mål för Stefan var att testa skanningsutrustningens gränser för att få kunskap om hur den fungerar i besvärliga miljöer. Han använde en skanner av fabrikatet Faro Focus 3D.

– Nerpackad är skannern stor som ett handbagage och är lätt att bära med sig. Jag behöver ingen inkopplad dator, alla data sparas på minneskort i skannern.

Den ständigt närvarande fukten påverkade allt och alla

– Efter bara ett par minuter nere i grottan så var man genomblöt. Förmodligen orsakade fukten att skannerns touchpanel slutade fungera. När skannern inte användes packade vi in med silikonkuddar som absorberar fukt.

Vid ett par tillfällen kunde Stefan inte förändra inställningarna på panelen, sannolikt på grund av fukten. Problemet löstes genom att han kunde återanvända redan inmatade inställningar. Ett annat bekymmer var strömförsörjningen. Han hade med sig två batterier som fulladdade ska räcka i fyra timmar. Men i djungeln hade man totalt bara fem timmar per dygn för att driva allt som behöver ström i grottan. Det var endast en mycket liten del av grottans labyrint av kamrar som fotograferades och skannades. En orsak var att det inte fanns möjlighet att ljussätta hålrummen. Normalt sett flyttas skannern runt i en lokal för att täcka in hela rummet. I vissa delar av grottan var detta omöjligt.

– En kammare var fylld med så många stalaktiter, hålrum och formationer att det var omöjligt att flytta runt skannern för att få en komplett digital bild av kammaren. Det viktiga för forskaren var att få tillräckliga data för att få fram kammarens form, inte att få en virtuell exakt representation.

Superdatorkraft

Skanningarna genomfördes med en hög upplösning, 20 miljoner punkter per skanning. Det är en högre upplösning än vad som är brukligt för Stefan och hans medarbetare på Humanistlaboratoriet, men man ville få in så mycket data som möjligt vid ett tillfälle. Framförallt gäller det stora takhöjder i kamrarna. I anslutning till fornminnet fanns en forskningsstation där Stefan och hans medarbetare kunde bearbeta all data. Datamolnen blev mycket stora på grund av den höga upplösningen. För att arbeta vidare med informationsmängden används Mesh Lab där Stefan kan välja olika grader av filter för att skala bort viss information som inte behövs för ett visst syfte. Med hjälp av filtren i MeshLab kan punkttätheten närmast skannern minskas. Den är mycket omfattande på grund av den höga upplösningen.

Men det är kanske inte längre nödvändigt att filtrera bort information som man inte behöver. Stefan berättar om ett samarbete på Lunds universitet med Superdatorcentret för att få hjälp av deras beräkningsresurser. Kapaciteten där överstiger prestandan hos en ordinär arbetsstation och är därför högintressant i det fortsatta arbetet.

– Det är spännande att se vilka resultat detta ger och hur vi kan vidareutveckla metoder för att kunna bearbeta skanningsdata, avslutar Stefan.

Av Love Janson