Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Cebit 2012: 3-D-Animationen für jedermann

06.03.2012
3-D-Kinofilme wie „Toy Story“ oder „Transformers“ leben von Gebrauchsgegenständen, die sich wie Menschen bewegen.

Solche 3-D-Charaktere werden von Spezialisten in zeitraubender Handarbeit geschaffen. Saarbrücker Informatiker am Max-Planck-Institut für Informatik haben nun zwei Computerprogramme entwickelt, die dies nahezu selbständig in wenigen Sekunden schaffen und somit auch von unerfahrenen Anwendern bedient werden können. Ihre einzigartige Software präsentieren die Forscher erstmals am saarländischen Forschungsstand F34 in Halle 26 auf der Cebit. Die Computermesse findet vom 6. bis 10. März in Hannover statt.


Solche 3-D-Charaktere werden von Spezialisten in zeitraubender Handarbeit geschaffen. Saarbrücker Informatiker des Max-Planck-Instituts für Informatik haben nun zwei Computerprogramme entwickelt, die dies nahezu selbständig in wenigen Sekunden schaffen und somit auch von unerfahrenen Anwendern bedient werden können.
Universität des Saarlandes

Im 3-D-Kinofilm „Toy Story“ sorgt die Astronaut-Figur „Space Ranger Buzz Lightyear“ für Lacher, in „Transformers“ lassen Autos und Laster die Zuschauer staunen, indem sie sich in Roboter verwandeln und sich dann so agil wie ein Sportboxer durch die Gegend prügeln. Solche spektakulären Bewegungen auf der Leinwand sind das Ergebnis von Handarbeit, für die Computerspezialisten in der Traumfabrik trotz hohem Hardwareaufwand sehr viel Zeit investieren.

Zuerst muss eine statische, dreidimensionale Repräsentation der jeweiligen Figur erstellt werden, die durch das „Rigging“ ihre Bewegung erhält. Dazu wird die gewünschte Bewegung auf einem Bewegungsskelett definiert und dieses Skelett dann Gliedmaßen um Gliedmaßen auf die entsprechende Komponente der Figur übertragen.

Die Wissenschaftler am Max-Plack-Institut für Informatik haben nun zwei Ansätze entwickelt, die diese beiden Schritte nicht nur erheblich verkürzen, sondern auch vereinfachen. Sie sind damit weltweit die Ersten. „Nie war es einfacher seinen eigenen 3-D-Chararakter zu entwerfen und zu animieren“, erklärt Thorsten Thormählen. Der Leiter der Forschungsgruppe „Bildbasierte 3-D-Szenenanalyse“ denkt dabei an ambitionierte Hobby-Filmer oder Computerspieler.

Thormählens Software baut auf Datenbanken wie Dosch Design, Turbosquid oder Google 3D Warehouse auf, die über das Internet kostenlos oder gegen eine geringe Gebühr die Datensätze zur Verfügung stellen. Damit kann man eine Figur oder einen Gegenstand für eine weitere Verarbeitung am Computer räumlich definieren. Auf diese Weise müssen Anwender das essentielle 3-D-Modell nicht mehr mühsam selber erstellen, können es aber damit noch nicht nach eigenen Vorstellungen erweitern.

Hier setzt das erste der beiden neuartigen Rechenverfahren an. Es zerlegt die in der Datenbank vorhandenen 3-D-Modelle auf geschickte Weise in Komponenten und merkt sich, wie diese miteinander verbunden sind. Aus den so aufbereiteten 3-D-Modellen kann sich dann der Anwender zwei 3D-Modelle auswählen, um diese zu einem neuen, bisher nicht existierenden Modell zu kombinieren. So kann ein Hobby-Entwickler sich beispielsweise aus zwei Robotern A und B den eigenen Super-Roboter für sein Computerspiel zusammenstellen.

Ob dazu mehr Komponenten von A oder B verwendet werden sollen, bestimmt der Anwender in Echtzeit, indem er einen Schieberegler zwischen den ausgewählten Modellen hin- und herbewegt, und sich das dadurch entstehende 3-D-Modell anschaut. Dass dabei lediglich zueinander passende Komponenten – zum Beispiel Arme von A durch Arme von B – ausgetauscht werden und auch keine abstrusen Kombinationen entstehen, stellt das Programm anhand der Zerlegung und offensichtlichen Symmetrien sicher. „Das funktioniert auch, wenn man aus der Kombination eines Motorboots und eines Flugzeugs mal schnell das 3D-Modell für ein neues James-Bond-Vehikel schaffen will“, erklärt Thormählen.

Das neu entstandene Modell kann dann mit einem ähnlich funktionierenden Algorithmus zum Leben erweckt werden. Die nötigen Zutaten sind dazu ein Zielskelett, das die gewünschte Bewegungsabfolge ausführt. Auch so etwas ist bereits im Internet frei verfügbar, beispielsweise über die Mocap Datenbank, betrieben und gepflegt von der US-amerikanischen Carnegie Mellon Universität. Die von Thormählens Forschergruppe entwickelte Software bildet dieses Skelett samt seiner Bewegung auf das neue 3-D-Modell ab.

Dies geschieht über ein ausgeklügeltes Rechenverfahren, dass anhand der Komponenten des neuen 3-D-Modells in diesem ein weitgehend ähnliches Skelett samt zugehörigen Gelenken erkennt. Über dieses wird dann der gewünschte Bewegungsablauf auf die eigene Figur übertragen. So ist es innerhalb von wenigen Sekunden möglich, dass sich die klobige Astronaut-Figur von Toy-Story-Star „Buzz Lightyear“ wie die Kung-Fu-Ikone Bruce Lee über den Bildschirm und später über die Leinwand bewegt.

Weitere Informationen:
A. Jain, T. Thormählen, T. Ritschel, H.-P. Seidel: „Exploring Shape Variations by 3D-Model Decomposition and Part-based Recombination“ Comput. Graph. Forum, Volume 31, Issue 2, Proceedings of Eurographics 2012 (accepted) Cagliari, Italy, 13-18 May 2012

G. Bharaj, T. Thormählen, H.P. Seidel, C. Theobalt: „Automatically Rigging Multi-component Characters“ Comput. Graph. Forum, Volume 31, Issue 2, Proceedings of Eurographics 2012 (accepted), Cagliari, Italy, 13-18 May 2012

Präsentationsvideos:

• http://www.mpi-inf.mpg.de/~thormae/paper/EG12_Xvid.avi
• http://www.mpi-inf.mpg.de/~thormae/paper/EG12_2_Xvid.avi
Pressefotos: www.uni-saarland.de/pressefotos
Weitere Fragen beantworten:
Thorsten Thormählen
Max-Planck-Institut für Informatik
E-Mail: thormae@mpi-inf.mpg.de
Tel.: 0681 9325 417
Gordon Bolduan

Wissenschaftskommunikation
Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction"

Tel: 0681 302-70741 / Cebit-Stand 0511 89597046
E-Mail: bolduan@mmci.uni-saarland.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2012:

nachricht Praktisches Handgerät zum Lesen und Beschreiben von Hochfrequenz-RFID-Datenträgern
24.07.2012 | Contrinex GmbH

nachricht Rittal und Siemens stellen integrierte Energieverteilungslösung vor
20.03.2012 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2012 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie