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Freitag, 02.12.2016
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Virtuelles 3D-Video statt Avatar

Neue Technologie erzeugt holografie-ähnliche Menschenabbilder in 3D

Holografie mit VR-Brille: Forscher haben eine Technologie entwickelt, mit der Abbilder realer Menschen wie eine Holografie mitten im Raum zu stehen scheinen. Mit VR-Brille ausgerüstet, kann man um dieses Abbild herumgehen und bekommt überall ein realistisches dreidimensionales Bild. Erreicht wird dies mit spezieller Kameratechnik und einer speziellen Software.
Mit einer VR-Brille mitten im Geschehen sein: Ein neues Kamerasystem stellt Menschen natürlich und realitätsnah virtuell dar.

Mit einer VR-Brille mitten im Geschehen sein: Ein neues Kamerasystem stellt Menschen natürlich und realitätsnah virtuell dar.

Bisher war es nicht möglich, das Ebenbild eines realen Menschen als virtuelles 3D-Bild darzustellen. Es gibt zwar schon die Möglichkeit Avatare durch eine VR-Brille anzusehen, aber diese wirken oft künstlich. Das liegt daran, dass sie nicht auf der echten Videoaufnahme eines Menschen beruhen. Dadurch fehlen Details, wie beispielsweise Falten im Hemd, die für den Menschen ein Bild real erscheinen lassen.

Eine andere Möglichkeit war es bisher, das Video einer Person in die VR-Datenbrille einzuspielen. Dadurch wird der Mensch zwar realistisch dargestellt aber nur zweidimensional. Man kann daher nicht um ihn herum gehen. Auch das wirkt künstlich, wenn man sich in einer virtuellen Realität bewegt.

Stereosehen mit 20 Kameras


Oliver Schreer und seine Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik in Berlin haben nun jedoch eine Technologie entwickelt, die Realismus und 3D-Eindruck miteinander kombiniert. Für das System "3D Human Body Reconstruction" nutzen sie ein neues Stereo-Kamerasystem. Wie der Mensch mit seinen zwei Augen, nimmt sie die Person mit zwei Objektiven und damit aus einem jeweils leicht unterschiedlichen Blickwinkel auf. Durch die Kombination dieser beiden Bilder ergibt sich der dreidimensionale Eindruck.


Mit diesen Kameras nahmen die Forscher die Person aus allen Richtungen auf, damit wir diese auch in der virtuellen Welt umrunden können. Dazu reicht eine Kamera nicht aus. „Wir setzen derzeit mehr als 20 Stereokameras ein, um einen Menschen abzubilden“, so Schreer. Da jede Kamera nur einen Teil der Person aufnimmt, besteht die Herausforderung laut Schreer darin, die Einzelbilder so zusammenzufügen, dass ein realistisches Gesamtbild besteht.

Mehr Tiefeninformationen durch Algorithmus


Zusätzlich haben die Forscher aber auch einen neuen Algorithmus entwickelt. Dieses Rechenverfahren kann aus den Kamerabildern sehr schnell Tiefeninformationen herausziehen. Das Programm berechnet dann aus diesen Informationen die 3D-Gestalt der aufgenommenen Person. Ein Computer erzeugt danach wiederum das virtuelle Bild des Menschen, dass wir später durch die VR-Brille erleben.

Durch die Kombination aus Stereokamera und dem neuen Algorithmus ist es jetzt möglich, ein reales Abbild einer Person in der virtuellen Welt zu betrachten. Da die Forscher Videoaufnahmen als Basis nutzen, wirkt der Mensch in der virtuellen Welt sehr real. Details im Bild, wie zum Beispiel Falten in der Kleidung, die Oberflächenstruktur und die Gesichtszüge können die Nutzer dadurch auch in der virtuellen Welt sehen.

Außerdem wirken die Bewegungen natürlich: „Wir haben bei der Entwicklung der Algorithmen darauf geachtet, dass diese sehr effizient und damit schnell arbeiten, damit die Bewegungen der Gesprächspartner sehr schnell in ein dynamisches Modell überführt werden“ sagt Schreer.

In den Film eintauchen


Für die Zukunft hat das Team aber noch weitere Pläne: „Unser Ziel ist es, dass ein realistisches Abbild eines Menschen zukünftig direkt mit der virtuellen Welt interagieren kann - zum Beispiel indem es virtuelle Objekte greift“ sagt Schreer. Weitere Anwendungsgebiete können sich die Forscher im Bereich von virtuellen Videokonferenzen vorstellen oder beim Fernsehen: Zuschauer könnten dann mit einer VR-Brille direkt in einer Spielfilmszene umhergehen.

Zudem kann sich Schreer aber auch vorstellen, das System für die Filmproduktion einzusetzen. „Filmproduzenten könnten es nutzen, um die Bewegung von Schauspielern einfacher als bisher in Filmszenen zu übertragen“, so der Forscher. Denn bei anderen Verfahren sei es für die Grafiker sehr aufwendig, die Mimik real darzustellen. Er möchte dagegen die Bewegung und Emotionen feiner auflösen und darstellen. Ob das Team ihr System aus Kamera und Software in Zukunft als Dienstleistung zur Verfügung stellt oder ob sie es an Produktionsfirmen lizensieren, wissen sie noch nicht.
(Fraunhofer-Gesellschaft, 07.09.2016 - HDI)
 
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