Innerhalb dieser Arbeit wurde geprüft, ob die Sensorgröße einer digitalen Kamera einen Einfluss auf Umfang und Qualität von photogrammetrisch erstellter 3D Modelle besitzt. Konkret wurden die Kameras Lumix GC91-M und Nikon D7500 für diese Arbeit verwendet. Dafür wurden zwei verschiedene Versuchsaufbauten entworfen. Im ersten Versuchsaufbau wurde geprüft, wie zuverlässig die Wiedergabe von dreidimensionalen Objekten auf großflächigen Strukturen ist. Im zweiten Versuchsaufbau wurde die Wiedergabe von komplexen dreidimensionalen Strukturen überprüft. Mit der Software "Agisoft Metashape" wurden automatisiert 3D Modelle erstellt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Sensorgröße einen geringen Einfluss auf die Modelle besitzt. Dieser zeigt sich vor allem bei geringen Abständen (einen Meter) zu dem fotografierten Objekt.

Das erste Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, inwiefern in der Praxis mit Hilfe von zwei Photogrammetrie-Softwares Spurenträger mit sich stark unterscheidenden Oberflächen dreidimensional modelliert werden können und welche Auswirkungen die Ergebnisse auf die darauf befindlichen (Blut-) Spuren und damit der forensischen Nutzbarkeit haben. Es wurden dafür drei Objekte gewählt, welche aufgrund ihrer unterschiedlichen Oberflächen- und Textureigenschaften im photogrammetrischen Kontext in drei verschiedene Schwierigkeitsklassen unterteilbar sind. Zudem wurden alle Gegenstände mit passiven Blutspuren benetzt, um zu bewerten, inwiefern anhand der erzeugten Modelle in Hinblick auf die Qualität eine digitale Blutspurenmusteranalyse inklusive Vermessung möglich ist. Um eine Gegenüberstellung einer frei verfügbaren und professionellen Photogrammetrie-Software in Bezug auf die Quali- und Quantität der Ergebnisse durchzuführen, wurde das kostenfreie Meshroom und als Gegenpol das kostenpflichtige Agisoft Metashape für die 3D-Modellie-rung der Objekte verwendet. Alle Spurenträger wurden zuerst mit den jeweiligen Standardeinstellungen der Softwares modelliert. Durch eine Abänderung der Standard-Pipelines wurde dann versucht die Modell- und Spurqualität maßgeblich zu verbessern. Für die 3D-Modellierungen wurde in beiden Softwares dasselbe Bildmaterial (inkl. Polfilteraufnah-men) genutzt. Da an der Hochschule Mittweida beide zu evaluierenden Photogrammetrie-Softwares zur Verfügung stehen, war ein zweites Ziel dieser Arbeit Handlungsempfehlungen in Form von je einem Entscheidungsbaum pro Schwierigkeitsklasse ausgehend von den Ergebnissen zu formulieren, um die Auswahl der richtigen Software inklusive der Einstellungen bei der digitalen forensischen Sicherung von unterschiedlichen Objekten mit Blutspuren zu vereinfachen. Zusammenfassend sollen in dieser Arbeit die folgenden vier Fragestellungen beantwortet werden: ▪ Können die 3D-Modelle der unterschiedlich schweren Objekte innerhalb der beiden verwendeten Photogrammetrie-Softwares in Bezug auf ihre Modell- und Spurqualität durch eine Optimierung der Standard-Pipelines und der Bildaufnahme maßgeblich verbessert werden? ▪ Welche der beiden verwendeten Photogrammetrie-Softwares stellt die unterschiedlich schweren Objekte inklusive ihrer Blutspuren als 3D-Modell qualitativ hochwertiger und realistischer dar? ▪ Inwiefern ist anhand der Qualität der 3D-Blutspuren der unterschiedlich schweren Objekte innerhalb der beiden verwendeten Photogrammetrie-Softwares eine digitale Blutspurenmusteranalyse inklusive Vermessung möglich? Wie genau sind die Vermessungen? ▪ Lassen sich ausgehend von den Erkenntnissen der ersten drei Fragestellungen all-gemeine Vorgehen für unterschiedlich schwere Spurenträger für die digitale forensische Spurensicherung formulieren?

Digitale 3D-Modelle finden zunehmend auch im Bereich der Kriminalistik Anwendung, da sie nicht nur zur dauerhaften Dokumentation eines Tatortes beitragen, sondern auch wertvolle Erkenntnisse hinsichtlich des Tatherganges liefern können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Überprüfung des Generierungsprozesses derartiger 3D-Modelle hinsichtlich der in der IT-Forensik geltenden Richtlinien für die Reproduzierbarkeit und Dokumentation. Diese Untersuchung ist von Bedeutung, da die digitale 3D Tatortrekonstruktion nicht nur für die Ermittler selbst Hinweise liefert, sondern auch vor Gericht maßgebliche Beweiskraft haben kann, insofern sie die Anforderungen erfüllt. Für die Überprüfung wurden die beiden Softwarelösungen Agisoft Metashape und Meshroom genutzt, um zahlreiche Modelle unterschiedlicher Parametersets zu generieren. Anschließend wurden die mit gleichen Ausgangsbedingungen generierten Modelle hinsichtlich ihrer Ähnlichkeit verglichen, um so die Reproduzierbarkeit zu untersuchen. Mithilfe der Handbücher wurden zudem die einzelnen Prozessschritte näher betrachtet und somit die Möglichkeiten der Dokumentation überprüft.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Implementation einer Werkzeugkette, die es dem Nutzer ermöglicht, in einer Benutzeroberfläche digitale Objekte in dessen Form und Oberfläche zu manipulieren, und im Anschluss eine automatisierte Bilderreihe der Objektes zu erhalten. Schwerpunktmäßig werden in dieser Arbeit gewisse Programmkomponenten auf spezifische Problemstellung der digitalen Nahbereichsphotogrammetrie ausgelegt, die eine ungenaue Rekonstruktion bei detailgenauen Modelleigenschaften aufweist. Hierzu werden dem Nutzer Modellspezische inkrementelle Manipulationen bereitgestellt, die optimalerweise die Extremefälle der Rekonstruktionsqualität moderner Photogrammetrie-Software beurteilen lässt. Nicht-Modell Faktoren, die potentiell zu Fehlern in der Genauigkeit beitragen können, sollen, soweit es technisch möglich ist, für moderne photogrammetrische Software optimiert und damit ausgegrenzt werden. Näher soll dabei auf die Kapabilitäten von detaillierten und realitätsnahen Objekten eingegangen werden. Es soll trotz der digitalen Umgebung, realitätsnahes Umgebungslicht eingebracht werden, sowie gewisse komplexe Materialien und Materialeinstellungen implementiert werden.

Das Ziel dieser Forschung ist die Erarbeitung eines effizienten Workflows für die Erstellung von 3D Modellen in Echtzeitanwendungen mit Hilfe der Photogrammetrie. Studios der Spieleentwicklung soll es dabei ermöglicht werden, optimierte Modelle für diese Anwendungen zu entwickeln und eine Balance zwischen der realistischen Abbildung der gescannten Person und Verwendbarkeit in einer Engine zu schaffen. In Kooperation mit dem Technical Animator der Firma metricminds (Felix Lang) und dem Inhaber des Unikat 3D Studios (Ralf Böhm) wurden einige Anhaltspunkte zur Vorbereitung und Positionierung des Darstellers vor der initialen Aufnahme im Fotostudio ermittelt, welche im weiteren Verlauf Zeit einsparen sollen. Anschließend wurde, unter Verwendung verschiedener Programme, der zeiteffizienteste Workflow erarbeitet mit welchem eine realistische 3D Replika der Darstellerin erstellt werden konnte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Komponenten Augen, Haare und Kleidung das realistischste Ergebnis liefern, wenn sie gesondert aufgenommen werden bzw. digital erstellt und simuliert werden. Im Falle dieser Arbeit musste die Darstellerin, inklusive Haare und Kleidung, mit nur einem Material gerendert werden, da alle Elemente gemein im Fotostudio aufgenommen wurden. Dies bedeutete einen Kompromiss für die Reflektivität des Modells zu finden, da dieser Wert sich für Kleidung, Haut und Haare unterscheidet.