Rome in brokken

De enorme marmeren Rome-kaart van keizer Septimius Severus ligt al eeuwen in puin. En de meeste stukken zijn kwijt. Een speciaal computerprogramma brengt nu orde in de chaos.

DE 1186 MARMEREN fragmenten van een gedetailleerde kaart van het Rome uit het begin van de derde eeuw houden archeologen al honderden jaren lang bezig. Slechts eens in de paar jaar lukte het iemand om er twee fragmenten van aan elkaar te leggen. Totdat Marc Levoy en zijn student David Koller van de universiteit van Stanford zich er mee gingen bemoeien. Met behulp van een geavanceerde lasertechniek scanden ze alle fragmenten in 3D in de computer en lieten daar vervolgens speciale zoekroutines op los. Dat heeft er toe geleid dat ze sinds begin 2003, toen ze met hun puzzelwerk begonnen, gemiddeld één keer per maand twee fragmenten aan elkaar hebben weten te passen. Onlangs brachten ze `in het hol van de leeuw' tijdens een conferentie op het Duits Archeologisch Instituut in Rome verslag uit over hun ontdekkingen en lieten ze hun collega's verbijsterd achter.

De Forma Urbis Romae werd onder keizer Septimius Severus ergens tussen 203 en 211 uitgebeiteld in enorme platen marmer. Met zijn afmetingen van veertien bij achttien meter bood de kaart een gedetailleerd overzicht van het Rome van die dagen: van beroemde monumenten als het Colosseum of het Circus Maximus tot op het niveau van afzonderlijke winkels en zelfs de plaats van de trappen. De kaart hing in een van de belangrijke openbare ruimtes van Rome, de Templum Pacis, een aan de Vrede gewijde tempel. Nu resteert slechts zo'n 15 procent van de oorspronkelijke kaart. Na de val van Rome in de vijfde eeuw werden de onderste marmeren platen naar beneden gehaald, om het marmer opnieuw te kunnen gebruiken, ook als grondstof voor cement. De rest viel in de loop der tijd naar beneden, brak en raakte bedolven.

Renaissance De muur waaraan de kaart bevestigd is geweest werd opgenomen in een kerk, de Santi Cosma en Damiano – een groot voordeel bij de latere reconstructie. Pas in de zestiende eeuw, tijdens de Renaissance, werd het belang van de kaart onderkend en begon men de overgebleven fragmenten te verzamelen. Maar ook toen nog werden delen gebruikt voor een muur in de Geheime Tuin van het Palazzo Farnese. Die zijn inmiddels allemaal teruggevonden.

``De kaart vertelt je niet alleen over de beroemde plaatsen, maar laat ook zien dat het Rome van die dagen niet in zones was onderverdeeld. Huizen, tempels, winkels en bedrijfjes, alles stond door elkaar heen'', vertelt David Koller via de telefoon. Inmiddels zijn verscheidene gebouwen waarvan het bestaan wel, maar de exacte locatie niet bekend was, op basis van gereconstrueerde delen van de kaart teruggevonden. Zo weten we nu dat de tempel van Castor en Pollux, de tweeling wier beelden zich bovenaan de trap naar het Capitool bevonden, vlakbij de huidige kerk van San Tommaso dei Cenci moet hebben gestaan.

Voordat Levoy en Koller aan de gang gingen, waren er zo'n tweehonderd fragmenten geïdentificeerd en voor een deel aan elkaar gepast. Koller: ``Na een paar honderd jaar puzzelen was er niet veel hoop meer dat er nog fragmenten aan elkaar gepast konden worden. Alle menselijke zoekmogelijkheden waren zo'n beetje uitgeput. Vandaar dat Susanna Le Pera van de Archeologische Dienst van Rome mijn begeleider Marc Levoy aansprak toen die in Rome was om daar de beeldhouwwerken van Michelangelo te scannen. Samen zetten ze een plan op om een soort digitale vingerafdruk te maken van de zijkanten van elk fragment en dan te gaan zoeken naar matches.''

Aldus geschiedde. Koller: ``We laten een laserbundel over het oppervlak van het stuk marmer lopen en leggen de plaats waar deze het marmer raakt vast met een camera. Omdat we precies de onderlinge posities van camera en laser kennen, kunnen we met wat goniometrie uit de opgenomen beelden tot op een kwart millimeter nauwkeurig de afstand bepalen tot elk punt aan het oppervlak. Dat moet je dan onder verschillende hoeken doen om het gehele oppervlak te kunnen bestrijken. Later hebben we met de computer de resultaten van deze verschillende scans gecombineerd tot één enkel 3D beeld.''

Stoffige kelders Dat was niet altijd even simpel, want sommige fragmenten wegen een paar honderd kilo en zijn moeilijk te hanteren. Ook waren de werkomstandigheden in de koude, stoffige kelders van het Museum van de Romeinse Beschaving verre van ideaal. Koller: ``Het werken tijdens de openingsuren van het museum was bijna onmogelijk. Bezoekers liepen tegen de apparatuur aan, van het flitslicht van toeristen raakte de detector in de war en voortdurend moesten we uitleggen wat we aan het doen waren. Het was bovendien een kostbare aangelegenheid: alleen al vijftigduizend dollar ging op aan suppoosten die ons in de gaten moesten houden.''

Sinds een jaar kan echter iedereen zelf bekijken hoe elk fragment eruit ziet door van de website van het Digital Forma Urbis Romae project een speciale viewer te downloaden. Koller: ``De dikte van de verschillende fragmenten kan tot wel enkele centimeters verschillen. Daarom helpt het sowieso al om ze te sorteren op dikte, en dan op zoek te gaan naar matches tussen fragmenten die op die lijst bij elkaar in de buurt staan. Allereerst zijn we op zoek gegaan naar overeenkomsten tussen de lijnen op elk fragment: de onderlinge afstanden en hoeken en natuurlijk ook het soort lijn. De allereerste keer dat we onze programma's loslieten op de fragmenten in de computer kregen we 250.000 matches, maar met het verfijnen van de zoekprogramma's werd dat al snel beter.''

Koller vertelt hoe teleurgesteld hij was dat de allereerste match die hij vond al in 1992 door iemand anders `met de hand' was gevonden. Later zou hij echter nog een fragment ontdekken dat daar precies tussen paste. Zelfs wanneer de kleurcodering van de lijnen wijst op een match, voert Koller nog een aantal andere controles uit. Zo mogen de diktes van de fragmenten niet veel uiteen lopen omdat ze afkomstig waren van dezelfde plaat marmer. Daarnaast wordt ook de richting en vorm van het natuurlijke lijnenpatroon (de aders) in het marmer gecheckt. Ook die moeten kloppen.

Breukpatronen Ten slotte onderzoekt Koller ook of er aan de zijkanten nog typische breukpatronen te vinden zijn die erop wijzen dat de fragmenten ooit aan elkaar moeten hebben gezeten. Koller: ``Helaas is er als gevolg van erosie en slijtage veel van de oorspronkelijke zijkanten verdwenen. Maar in twee gevallen ontdekten we in de computer opvallende overeenkomsten. En toen we de fragmenten een jaar later uit de kratten in de kelders van het museum mochten halen, konden we inderdaad vaststellen dat de betreffende fragmenten precies aan elkaar pasten. Dat was een geweldig moment.''

Als Koller midden volgend jaar zijn proefschrift af heeft, wil hij zijn kennis gaan toepassen op andere gebieden van de archeologie: ``Voornaamste reden is dat de financiële ondersteuning van de National Science Foundation afloopt. Maar de gereedschappen die we voor het digitale FUR-project hebben ontwikkeld kunnen ook andere projecten ten goede komen. Forma Urbis Romae is maar één van de vele artefacten die op reconstructie wachtten. Denk ook eens aan die miljoenen potscherven.''

Koller's begeleider Marc Levoy is inmiddels gevraagd naar de mogelijkheden de fragmenten van de vuurtoren van Alexandrië, die voor de kust onder water liggen, te scannen om zo dit bouwwerk, een van de zeven wereldwonderen, te reconstrueren. Koller: ``De belangstelling voor deze nieuwe tak van digitale archeologie is groot. De computer is een geweldig hulpmiddel voor de analyse, reconstructie en het behoud van ons erfgoed. Dit is echt de toekomst van de archeologie.''

http://formaurbis.stanford.edu/index.html