Von Bildern zum 3D-Modell

Unter der Leitung von Prof. Reinhard Koch forscht die Arbeitsgruppe ’Multimediale Informationsverarbeitung’ am Institut für Informatik und Praktische Mathematik der CAU an einem Verfahren, mit dem naturgetreue 3D-Modelle einfacher und kostengünstiger erstellt werden können.

Die aktuellen Ergebnisse werden auf der CeBIT in Hannover (12.-19.3.2003) präsentiert. Unter dem Titel „From Images to 3D-Models“ ist die Kieler Arbeitsgruppe am ’Gemeinschaftsstand Technologie aus Norddeutschland’ (Halle 11, Stand B 14) zu finden.

Der Bedarf an naturgetreuen 3D-Modellen nimmt stetig zu, z.B. für Computerspiele, Electronic Commerce, die Filmproduktion und die Wissenschaft, doch es mangelt an geeigneten Aufnahmegeräten. Professionelle 3D-Scanner wurden bislang nur für spezielle Anwendungen entwickelt, zudem ist die Aufnahme mit diesen Scannern sehr aufwändig. Das Neue am Ansatz der Kieler Forscher: Die dreidimensionalen Modelle werden direkt aus zweidimensionalen Bildern gewonnen.

Das Verfahren setzt sich aus mehreren Schritten zusammen: Eine frei bewegliche Kamera wird um ein Objekt herumgeführt. Dabei werden Aufnahmen aus unterschiedlichen Ansichten erstellt. Zur Aufnahme sind beliebige Farbkameras nutzbar, also auch Kleinbildkameras, digitale Fotokameras und Videokameras. Die Kamera dient hierbei als automatischer 3D-Scanner. Entscheidend ist, dass sich die einzelnen Aufnahmen ausreichend überschneiden. Der Bildinhalt sollte sich von Aufnahme zu Aufnahme nur um 10-15 Prozent ändern, um aus den einzelnen „Puzzleteilen“ ein lückenloses Modell erzeugen zu können.

Anschließend wird aus der Bildfolge die Kamerabewegung rekonstruiert, und es wird die Tiefe des abgebildeten Raumes geschätzt. Aus allen Daten, das heißt den Ansichten des Objekts, den Tiefenschätzungen und der Kamerabewegung, wird abschließend ein 3D-Modell rekonstruiert und mit Hilfe der Computersprache VRML (Virtual Reality Modelling Language) äußerst realitätsnah visualisiert.

Kontakt:

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Informatik und Praktische Mathematik
Prof. Dr. Reinhard Koch
Tel (+49) 0431 – 880-4474
Fax (+49) 0431 – 880-4054
E-mail: info@mip.informatik.uni-kiel.de