Modellierung einer Tempelanlage im Sudan

Der Löwentempel von Musawwarat es Sufra

Im Rahmen dieses Projekts wird in Zusammenarbeit eines Studenten der Sudanarchäologie und Ägyptologie und Informatik mit der Multimediagruppe des Rechenzentrums der Humboldt-Universität zu Berlin ein altsudanesischer Tempel, der Löwentempel von Musawwarat es Sufra, rechnergestützt rekonstruiert, visualisiert, animiert, und die gewonnenen Daten werden anderweitig weiterbearbeitet.

Geschichtliche Einführung

Der Nil - längster Strom der Erde, Wiege uralter Kulturen.

Vor 5000 Jahren entstand von Assuan bis zum Mittelmeer der altägyptische Staat der Pyramidenbauer. Im Süden, in Nubien, blühten die ersten Kulturen des antiken Sudan.
Um 270 v.u.Z. wird der königliche Friedhof in die Nähe der alten Stadt Meroe verlegt. Unweit von Meroe liegen in der Landschaft Bayuda zwei weitere Zentren dieser Periode: die Stadt Naga und das Pilgerzentrum von Musawwarat es Sufra. Etwa 40 km vom Nil entfernt liegt das Tal von Musawwarat. Eine im ganzen Niltal einmalige Ansammlung von Tempeln wurde hier errichtet. Die sogenannte Große Anlage auf der Westseite des Wadis und der Löwentempel auf der Ostseite sind die bedeutendsten.
Zur Zeit der Regierung des Königs Arnachamani, etwa 230 v.u.Z., wurde der Löwentempel errichtet. Der Tempel war dem Löwengott Apedemak geweiht, Gott der zerstörenden und der schöpferischen Macht, einem der größten meroitischen Götter. Der Tempeleingang ist nach Nordosten gerichtet. Mit leichtem Versatz sind alle Tempel des Löwengottes so orientiert. Wahrscheinlich richteten sie sich nach einem Wandelsternbild aus.

Apedemak
Löwentempel Nordseite

Der Tempel besteht aus einem Raum, dessen Dach von sechs (ehemals vier) Säulen getragen wird. Im hinteren Teil der Halle steht ein Thron. Die Fassade des Tempels bilden zwei Pylontürme. Material ist der örtliche Sandstein, der in den Bergen der Umgebung gebrochen wurde. Innen- und Außenwände des Tempels sind mit Reliefs überzogen. Die Inschriften des Tempels sind in ägyptischen Hieroglyphen geschrieben, der heiligen Schrift auch für die Kuschiten (damaliges Herrschervolk in diesem Gebiet).
Aus der ägyptischen Tempelarchitektur sind die architektonischen Details entlehnt: die Hohlkehle, die die Tempelwände nach oben abschließt, die Wasserspeier in Form liegender Löwen, der Fries aus aufgerichteten Kobraschlangen.
Die Säulen des Inneren symbolisieren Papyruspflanzen, die das Tempeldach, das Symbol des Himmels, tragen.
Ein dichtes Netz theologischer Ideen verbindet die Darstellungen des Löwentempels: die zerstörerischen und die schöpferischen Mächte der Natur, Krieg und Frieden, die Göttlichkeit des Königs und seine Verpflichtung gegenüber der Ordnung der Götter.
Zugleich gehören diese Reliefs zum Schönsten, was uns die kuschitische Kultur hinterlassen hat.

Archäologie und Computer

Mit der Eroberung des Sudan durch Ägypten kamen ab 1821 die ersten Europäer ins Land, Abenteurer, Romantiker und Forscher. Von ihnen stammen die ersten Darstellungen der Tempel von Musawwarat es Sufra, die nach Europa gelangten.
Zweitausend Jahre waren ins Land gegangen, die Tempel von Musawwarat waren zerfallen und im Sand begraben.
In den Jahren 1960 bis 1971 wurden die Tempelkomplexe von Musawwarat es Sufra von einer Expedition des Instituts für Ägyptologie der Humboldt-Universität zu Berlin (HUB) unter der Leitung von Prof. Fritz Hintze wieder ausgegraben.
Höhepunkt dieser Arbeiten war die Wiedererrichtung der Löwentempels.
Aber die Gefahren einer erneuten Zerstörung drohen: Wind, Sand und Regen setzen dem neuerrichteten Tempel zu. Besonders die Oberfläche der feinen Reliefs leidet unter der Winderosion. Es gilt, den Tempel vor der weiteren Erosion zu bewahren. Leider haben chemische Verfahren zum Schutz der Tempelwände versagt.
Die Sudanarchäologische Gesellschaft zu Berlin (SAG) hat sich zusammen mit dem Institut für Sudanarchäologie und Ägyptologie der HUB zur Aufgabe gemacht, die Denkmäler des Sudan und speziell die von Musawwarat es Sufra zu erhalten. Ein Schwerpunkt der Arbeit ist die Projektierung, Finanzierung und Erhaltung einer Schutzbepflanzung um den Löwentempel.
Ein Bestandteil dieses Projektes ist es, eine audiovisuelle Dokumentation des Grabungsplatzes von Musawwarat es Sufra zu erstellen. Die entsprechende Arbeitsgruppe unter meiner Leitung beschäftigt sich mit videogestützter Dokumentation und Computermodellen der Tempelanlagen.
Diese und noch einige weitere Punkte führten zu Überlegungen, wie man moderne Computertechnik im Dienste der Bewahrung von kulturhistorisch bedeutenden Altertümern einsetzen kann.
Ein Video, bestehend aus Computeranimations- und Realsequenzen, wurde und wird unter verschiedenen Gesichtspunkten und Absichten erstellt. Es soll einerseits den interessierten Laien und andererseits auch den profunden Kenner der Materie ansprechen. Dies gilt für die Bereiche der Archäologie (im besonderen der Sudanarchäologie und Ägyptologie) und Computeranimation.
Ich möchte zeigen, daß mit modernsten Techniken ein visuell ansprechender Beitrag über kulturhistorische Zeugnisse der Menschheitsgeschichte möglich ist.
Ich glaube, daß wir in den nächsten Jahren ohne das Arbeitsgerät Computer in der Archäologie und den Altertumswissenschaften nicht mehr auskommen werden. Der Computer ermöglicht uns, riesige und teilweise abstrakte Datenmengen so aufzubereiten, daß sie auch komplizierteste Sachverhalte auf relativ einfache Art und Weise verdeutlichen können.
Bei dem Löwentempel von Musawwarat es Sufra (LTM) handelt es sich noch um ein relativ leicht zu rekonstruierendes Bauwerk, an dem aber in den Phasen der Rekonstruktion immer mehr Fragen auftauchten, die nur mit Mühe zu lösen waren bzw. nur in Annäherung an das Original gelöst wurden.
Hier zeigen sich die phantastischen Möglichkeiten des Computers, daß wir an Tempeln oder anderen Objekten Manipulationen oder Rekonstruktionsversuche vornehmen können, ohne das Original berühren und dadurch beschädigen zu müssen. Wer gibt uns das Recht zu sagen: “So hat dieser Tempel vor 2000 oder 3000 Jahren ausgesehen!"? Wir haben jetzt die Möglichkeit, tonnenschwere Gesteinsbrocken an Stellen in der Weltgeschichte zu verankern, an die sie unserer Meinung nach hingehören. Jeder kann seine Meinung dazu kundtun und muß dazu nicht das Original verändern und dadurch weiter zerstören.
Wir müssen auch an unsere nächsten Generationen denken! Wer weiß, was alles passiert? Ein Brand, ein Erdbeben, eine Überschwemmung oder die fortschreitende Zivilisation können Altertümer in kürzester Zeit für immer vernichten. So ist es leider schon zu oft geschehen. Mit modernster Technik können wir heute jedwedes Objekt in Millimetergenauigkeit im Rechner konservieren und unseren Kindern diese einzigartigen Kulturgüter der Menschheit in einer Form erhalten, die zumindest eine spätere Rekonstruktion ermöglicht. Ein Beispiel dafür ist ein stark verkleinertes Modell des LTM, welches aus den von mir erzeugten Computerdaten mittels der Stereolithographie - ein UV-Laser härtet computergesteuert einen flüssigen Polymer - erzeugt werden soll. Diese Technik ist momentan noch relativ teuer, wird aber einer der wenigen Auswege sein, durch Kopien (in Originalgröße) Altertümer zu ersetzen. Die Weiterführung geht in die virtuelle Realität, in der wir uns per Datenhelm in einem Computerabbild des Tempels bewegen können. Solch ein Abbild wurde mit Hilfe der Fraunhofergesellschaft Stuttgart erzeugt und ist - zur Zeit eingeschränkt - verwendungsfähig.
Die doch relativ hohen Anschaffungskosten für derart leistungsfähige Systemumgebungen werden vorerst einen Einsatz dieser Technik für diesen Zweck stark beschränken. Nicht jedes Institut oder Museum wird sich solch ein System leisten können. Aber wer hindert uns Archäologen daran, auch über Ländergrenzen hinweg Anlaufpunkte einzurichten, in denen Spezialisten am besten eine interdisziplinäre Ausbildung in den geforderten Gebieten haben? Durch Konzentration der Mittel lassen sich dadurch in kürzester Zeit gute Effekte erzielen. Glücklicherweise gibt es in letzter Zeit einige Bestrebungen, vor allem international, in diese Richtungen.
Ein weiterer nicht zu unterschätzender Aspekt dieser Arbeit ist, daß sich Studenten auch in frühen Phasen ihres Studiums mit dem archäologischen Material vertraut machen können. Dies geschieht durch eine 3D-Computeranimation um ein Mehrfaches anschaulicher als durch bloßes Betrachten von Fotomaterial.

Modellierung und Animation des Löwentempels

Ausgestattet mit den Meßdaten des LTM, vielen Fotos, reichlich Optimismus und Phantasie begann ich im August 1993 am Rechenzentrum (RZ) der HUB, an einer IRIS Crimson von Silicon Graphics Inc. (SGI) mit dem Softwarepaket GIG 3D-GO an der Realisierung einer Computeranimation des LTM zu arbeiten. In der kurzen Zeit von einem Monat wurde der Tempel im Computer modelliert und eine Animation erstellt. Bedingt durch die begrenzte Zeit, meines noch mangelnden Wissens in der Bedienung des Programms und eines Urlaubs (in dem ich nur telefonisch den Fortgang der Bildberechnung verfolgen konnte) wurde der LTM buchstäblich in den Sand gesetzt. Durch eine einzige falsche Koordinateneingabe stand der Tempel zur Hälfte im Wüstenboden. So konnte das geplante Video nicht wie vorgesehen zu einer Ausstellungseröffnung im September 1993 gezeigt werden.
Das Rechenzentrum der HUB bot mir freundlicherweise an, mein Projekt im Rahmen der Multimediagruppe zu vollenden. Von Januar 1994 bis Januar 1995 arbeitete ich als studentische Hilfskraft mit dem Softwarepaket WAVEFRONT an der Neuerstellung einer Computeranimation1.
Der Tempel wurde komplett neu im Computer modelliert. Hier merkte ich, daß die mir zugänglichen Daten des Tempels nicht ausreichten, um alle Fragen nach genauen Maßen exakt zu beantworten. Es kam immer wieder zu Ungenauigkeiten, die ich nicht beheben konnte. Der Produktionszeitplan kam immer mehr in Verzug (geplante Fertigstellung im April 1994).
Ich entschloß mich im Februar 1994 zu einer Studienreise in den Sudan, die mich selbstverständlich zum LTM führte. Eine Woche wurde genutzt, um Fotos und Meßdaten zu sammeln.
Die gewonnenen Erkenntnisse flossen in eine genauere Rekonstruktion des LTM ein ( Wireframe-Modell des LTM ).Durch Verwendung von Photo-CD-Bildern und gescannten Umzeichnungen der Reliefs aus Grabungspublikationen gelang es, ein Modell zu erzeugen, welches den Vorstellungen vom LTM schon sehr nahe kam.
In dieser Phase der Arbeit wurden die Grenzen von Hard- und Software immer deutlicher. Eine weitere Verschiebung des Zeitplans ließ sich unangenehmerweise nicht vermeiden.

Mit einer gut ausgerüsteten IndySC und einer IRIS Indigo2 Extreme von SGI und dem Softwarepaket PRISMS gelang es in kurzer Zeit, meine Vorstellungen der Computeranimation umzusetzen (Solid-Modell des LTM).
Auf Grund der sich ergebenden riesigen Datenmengen - Modelldaten ca. 170 MByte und Bilddaten ca. 18 GByte - und daraus resultierender extremer Rechenzeiten wurde und wird ein Großteil der Bilder von der Fraunhofer-Gesellschaft in Stuttgart an Grafiksupercomputern von SGI berechnet. Diese errechneten Bilder wurden und werden mittels des Video-Sequenzspeichersystems des RZ auf Betacam-SP-Videoband aufgezeichnet2.
Um einmal die Arbeit der Stuttgarter Computer zu verdeutlichen, sei erwähnt, daß für die Berechnung eines DIN-A3-Überformatbildes des Tempels eine SGI Skywriter mit 128 MByte RAM auf zwei Prozessoren 24 Stunden rechnen mußte.
Alle Nacharbeiten wie Schnitt, Vertonung und Formatumsetzungen erfolgten in der Zentraleinrichtung für Audiovisuelle Lehrmittel (ZAL) der HUB.
Das fertige Video wird der HUB und der SAG zur Verfügung gestellt. Es soll einerseits als Anschauungsmaterial im Unterricht und andererseits als Beispiel der heutigen technischen Möglichkeiten im Rahmen der Archäologie genutzt werden. Nach einer abschließenden Auswertung der Arbeiten für dieses Projekt werden einige neue Projekte zu diesem Themengebiet in Angriff genommen. Es werden andere Tempelanlagen im Sudan in Computermodelle umgesetzt. Ein neues Projekt beschäftigt sich mit den Möglichkeiten, per Datenhelm in VR Reliefs zu rekonstruieren bzw. 3D-gescannte Architekturelemente zu wahrscheinlichen Architekturkomplexen zusammenzusetzen. Aber das sind schon weiterführende Themen, die im nächsten Jahr in Angriff genommen werden.
In letzter Zeit finden solche Arbeiten auch eine - noch - kleine Basis in den archäologischen Disziplinen. Einige durchaus ernstzunehmende und gut gemachte Ansätze zeigen die Richtung, in die die Archäologie gehen kann.
Da sind unter anderem das Upuaut-Projekt von dem Münchener R. Gantenbrink, die Modellierung des Pergamonaltars durch das Institut für Informatik in Entwurf und Fertigung zu Berlin GmbH (IIEF), das Modell des Karnak-Tempels von den Teams des technologischen Mäzenates Electricité de France. Eine weiterführende Aufzählung solcher Aktivitäten würde den Rahmen dieses Artikels sprengen.

Steffen Kirchner
Institut für Sudanarchäologie und Ägyptologie
Humboldt-Universität zu Berlin


1 siehe dazu Kirchner 1993

2 siehe dazu Suschke 1993

Literatur

Cramer, H., und Koob, M., (Hrsgb.):
Cluny. Architektur als Vision. Ed. Brauns, Heidelberg, 1993.
Iwainsky, A., und Wilhelmi, W.:
Lexikon der Computergrafik und Bildbearbeitung. Friedr. Vieweg & Sohn, Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 1994.
Kendall, T.: The Gebel Barkal Temples.1989-90:
A Progress Report on the Work of the Museum of Fine Arts, Boston, Sudan Mission, Konfrenzbeitrag Seventh International Conference for Nubian Studies, Geneva, 3-8 September 1990.
Kirchner, St.:
Der Löwentempel von Musawwarat es Sufra. RZ-Mitteilungen, Nr. 6, 1993, Berlin, Humboldt-Universität, Rechenzentrum
Kirchner, St.:
Der Löwentempel von Musawwarat es Sufra - eine Computeranimation mit Folgen. MittSAG, Heft 2, Berlin, 1995.
Suschke, E.:
Videofilmanlage. RZ-Mitteilungen, Nr. 6, 1993, Berlin, Humboldt-Universität, Rechenzentrum
Advanced Visualizer User's Guide,
Version 4.0, Wavefront Technologies, Inc., Santa Barbara, USA, 1993.
Wiedergeburt des Alten Ägypten - Pharaonendämmerung,
Berliner Ausstellungskatalog, Edition DNA, Strasbourg, 1990
WWW-Adressen zum Thema:
Multimedia-Service des Rechenzentrums
http://www.rz.hu-berlin.de/inside/rz/rzmit/rzinhalt.html#nr.6
Die Sudan-Archäologische Gesellschaft zu Berlin e.V.
Die Sudan-Archäologische Gesellschaft zu Berlin e.V. (München)
Ausgestellte Einzelbilder
Rechenzentrum der Humboldt-Universität zu Berlin
Workstation-Referenzzentrum Raum 1064b

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letzte Änderung: 5.2.96, 14:00, cs