Neue Technologie der TU Ilmenau: Objekte verschwinden wie von Zauberhand

Die Technische Universität Ilmenau hat dazu das weltweit erste Diminished Reality-System entwickelt, mit dem einzelne Objekte aus Live-Videostreams in Echtzeit enfernt werden können.

Das Fachgebiet Virtuelle Welten / Digitale Spiele stellt Diminished Reality, auf Deutsch etwa „Reduzierte Realität“, vom 13. bis zum 16. Oktober in der Südkoreanischen Hauptstadt Seoul auf dem International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR) erstmals vor.

Aufgrund seiner Echtzeitfähigkeit ist das Diminished Reality-System der TU Ilmenau derzeit weltweit einzigartig. Der potenzielle Markt für die neue Technologie ist gigantisch. Der Leiter des Fachgebiets Virtuelle Welten / Digitale Spiele, Prof. Wolfgang Broll, sieht zahllose Möglichkeiten, Diminished Reality in der Praxis einzusetzen: „Die Anwendungen sind so vielfältig wie die Wirklichkeit. Wir alle kennen das Problem, dass wir zunehmend mit Reizen und Informationen überflutet werden. Diese Technologie ermöglicht es jetzt erstmals gezielt, visuelle Eindrücke zu reduzieren. Dies erlaubt uns, sich auf die wichtigen Dinge zu konzentrieren und fehlenden Platz für Neues zu schaffen“.

Ein Beispielfall: Ein Verbraucher möchte wissen, wie ein neues Möbelstück in seiner Wohnung wirken würde. Bisher musste er dazu entweder sehr viel Vorstellungskraft besitzen oder konnte bestenfalls mittels virtueller Realität einen sehr groben Eindruck erhalten. Diminished Reality ermöglicht es jetzt, die bisherigen Möbel aus der Ansicht der Wohnung herauszulöschen, und dann die quasi leere Wohnung neu einzurichten. Das funktioniert einfach mit Hilfe einer Webcam an einem herkömmlichen PC oder im Falle eines Tablet-PCs sogar direkt, indem dieser quasi als Fenster in die Welt benutzt wird. Dabei müssen die Möbelstücke nur angeklickt oder eingekreist werden und schon werden sie entfernt.

Nicht nur im privaten Bereich, auch in der Industrie sind ähnliche Anwendungen der Diminished Reality-Technologie denkbar, etwa wenn Lagerhallen oder Fließbänder umgebaut oder verändert werden sollen. Zuschauer könnten während der Ausstrahlung von Kino- oder Fernsehfilmen mit Diminished Reality beliebige Objekte entfernen oder verändern. So könnten völlig neue interaktive Film- und Fernsehformate entstehen. Ingenieure wären in der Lage, ihre Planung bereits vor Ort zu optimieren, und somit Zeit und Kosten zu sparen. Für Museen ist die Technologie interessant, um den Besuchen neuen Interaktionsmöglichkeiten mit den ausgestellten Kunstwerken zu ermöglichen: Plastiken lassen sich verändern, Elemente aus Bildern entfernen, um beispielsweise wichtige Techniken der Künstler sichtbar zu machen oder künstlerische Merkmale aufzudecken. Städteplaner würden in die Lage versetzt, aus der Sicht der Eigentümer alte baufällige Gebäude zu entfernen und sofort durch neue Bauwerke, Parks, oder Straßen zu ersetzen. In Computerspielen wäre es möglich, die echte Umgebung der Spieler dynamisch in das Spiel einzubeziehen, was vollkommen neue Formen von digitalen Spielen, insbesondere im Outdoor-Bereich, möglich macht.

Die Diminished Reality-Technologie geht in zwei Schritten vor: Zunächst wird das zu entfernende Objekt in jedem einzelnen Kamerabild erkannt, das heißt, es wird der Teil des Gesamtbildes ermittelt, der ersetzt werden muss. Die Umrisse des erkannten Objektes definieren den Bildbereich, dessen einzelne Bildpixel ersetzt werden müssen. Dies geschieht nach einmaliger Auswahl des Objektes vollkommen automatisch. In einem zweiten Schritt füllt nun die Bild-Synthese den zuvor definierten Bildbereich mit Bildinformationen aus, die dem restlichen Bild entnommen werden. Damit der Betrachter das neue Bild als „real“ akzeptiert, stellen spezielle Verfahren sicher, dass der zu füllende Bereich zum Restbild konsistent ist, also dazu „passt“. Das Diminished Reality-System leistet beide Aufgaben innerhalb weniger Millisekunden und kann daher nicht nur für statische Bilder, sondern insbesondere für Live-Videostreams eingesetzt werden.

Berücksichtigt man die ständig steigende Rechenleistung von Smartphones, rechnen die Ilmenauer Forscher damit, dass die Diminished Reality-Technologie schon in naher Zukunft auch in Handys integriert werden kann. Auch andere Formen der Visualisierung wie Datenbrillen direkt vor dem Auge, sogenannte Head-Mounted-Displays, bieten sich bei entsprechender Verbreitung an, um den Diminished Reality-Effekt noch eindrucksvoller zu vermitteln.

Video (YouTube):
http://www.youtube.com/watch?v=FgTq-AgYlTE
Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Broll
Leiter Fachgebiet Virtuelle Welten / Digitale Spiele
Telefon +49 3677/69-4735
Email wolfgang.broll@tu-ilmenau.de