Siggraph 2007: Computergrafik und Interaktion

Vom 5. bis 9. August stand San Diego im Zeichen von Forschung, Kunst und Kommerz - von Film- und Spielproduktion bis hin zu Server-Hardware. Rechentricks für computerunterstützte Fotografie standen Seite an Seite mit umwerfenden 3D-Simulationen.

Dieses Jahr fanden sich den Veranstaltern zufol-ge 24 000 Besucher zum Mammutereignis der Computergrafik ein. Auf der an die Konferenz angeschlossenen Messe präsentierten Hard- und Softwarehersteller ihre Updates von 3D-Software (siehe c't 18/07 S. 58) ebenso wie neue Grafikhardware (siehe c't 18/07 S. 40).

Auf der Messe war Motion Capturing ein gewichtiges Thema. Motion-Capture-Systeme nehmen Bewegungen realer Schauspieler auf, um sie auf 3D-Figuren zu übertragen. NaturalPoint zeigte ein mit 5000 US-Dollar geradezu unverschämt günstiges Bündel aus sechs USB-Spezialkameras und einer für Oktober angekündigten Auswertungs-Software, die unter anderem in Echtzeit mit Autodesk MotionBuilder zusammenarbeitet.

Üblicherweise bedingen MoCap-Systeme für den professionellen Einsatz, dass der Schauspieler einen schwarzen Anzug mit Reflektoren (Markern) trägt. Alternativ dazu werden die Akteure mit Funkempfängern oder Sensoren verkabelt. Organic Motion führte mit „Stage“ das wohl erste kommerzielle markerlose optische MoCap-System vor. Die Software erkennt in den Bildern von zehn ringsherum angeordneten Spezialkameras die menschliche Anatomie wieder - ab 80 000 US-Dollar plus Supportvertrag.

Das System „Contour“ des Anbieters Mova arbeitet ebenfalls ohne Marker, dafür aber mit einem phosphoreszierenden Make-up. Das normale Bild bleibt vom Make-up unberührt; zwei mit hoher Frequenz umgeschaltete Sätze an Kameras und Beleuchtung erfassen parallel Farbe und Form eines sprechenden Gesichts. Auf der Messe zeigte Mova erste Ergebnisse, die bereits einen brauchbaren Eindruck hinterließen. Zu kaufen gibt es Contour nicht: Der Hersteller vermarktet es ausschließlich als Dienstleistung.

Strippen ziehen

Auf einer separaten Abendveranstaltung führte Softimage den Echtzeit-Verhaltenseditor Moondust vor, der in zukünftige Versionen der 3D-Software XSI eingebaut werden soll. Hier definiert der Anwender Partikel durch ein grafisches Netzwerk aus Modulen. Passende Volumenshader erzeugen Flammen und Rauch. In den gezeigten Demos wichen Partikel Hindernissen aus, tropften von anderen Objekten ab oder entstanden als Bauklötze aus voxelisierten normalen Objekten. Eine der komplexen Demo-Simulationen lastete alle acht Kerne der verwendeten Workstation voll aus.

Der Spiritus rector des quelloffenen 3D-Animationsprogramms Blender Tim Roosendaal berichtete auf der Siggraph über das frisch gegründete „Blender Institute“. Eine Handvoll Animatoren und Programmierer soll dort in teils festen, teils wechselnden Teams an offenen Film-, Effekt-, und Spielproduktionen arbeiten. Das Erscheinungsdatum von Blender 2.5 steht zwar noch nicht fest, es soll aber analog zur kommerziellen Konkurrenz die Konstruktive von Objekten bewahren und eine flexiblere Oberfläche bieten.

Die Standardisierer der 3D-Programmierschnittstelle OpenGL verkündeten, in der nächsten Version nach 15 Jahren Abwärtskompatibilität diverse alte Zöpfe abzuschneiden. Dazu gehören glBegin/glEnd, die Fixed-Function-Pipeline sowie die Selektions- und Feedback-Rendermodi. Die Spezifikation für OpenGL 3 soll Ende September erscheinen. Die Änderungen führen dazu, dass sich OpenGL konzeptionell deutlich an Direct3D annähert. Microsofts eigene 3D-Schnittstelle hüpft auf Version 10.1; zu den wesentlichen Neuerungen gehören Verbesserungen beim Multisampling. Das August-SDK enthält bereits eine „Tech Preview“ der aktualisierten Schnittstelle.

Auf der Messe präsentierte Field Emission Technologies eine neue Methode, die Qualität der Bildwiedergabe zu steigern. Das von Sony abgespaltene Unternehmen zeigte den Prototypen eines Feldemissionsdisplays, das dank eines speziellen Interface mit einer Bildwechselfrequenz von 240 Hz lief. Das gezeigte Autorennspiel wirkte im Vergleich zur klassischen 60-Hz-Variante durchaus klarer, allerdings zum Preis einer vierfachen Renderlast.

Sehen und Anfassen

Im Ausstellungsbereich „Emerging Technologies“ war Visionäres zum Anfassen zu sehen. Die Universität Tokyo zeigte gleich sechs Projekte. Beim „Gravity Grabber“ schnallt man kleine Manschetten über Zeigefinger und Daumen, greift dann einen Plastikwürfel und spürt überzeugend, wie in diesem Behälter virtuelle Kugeln fallen, die man schütteln und ausschütten kann. Dazu spannt der über die Finger gestülpte Mechanismus computergesteuert ein Band über die jeweilige Fingerkuppe oder zieht es zur Seite.

Ebenfalls aus Tokyo: Das „Transparent Cockpit“ macht die Seitenwände eines Autos oder Hubschraubers durchsichtig. Dazu erfasst es die Kopfbewegung des Fahrers mechanisch per Haube und Schwenkarm, liest die Bilder mehrerer Außenkameras ein und projiziert das Ergebnis über einen halbdurchlässigen Spiegel vor dem Gesicht des Betrachters auf die retroreflektive Verkleidung des Cockpits.

Der in Musikerkreisen durch seine Multitouch-Displays bekannte Hersteller Jazzmutant hatte einen Tablet-PC umgerüstet. Über das mit einer selbstentwickelten Spezialfolie überzogene Panel ließ sich ein Zeichenprogramm gleichzeitig per Stift und mit mehreren Fingern bedienen. Eine Integration in das Betriebssystem steht derzeit noch aus. So konnte man bislang nur in der Demo-Anwendung mit einem Finger scrollen und mit zwei Fingern Objekte zoomen und drehen.

Computerfoto

Doch macht die Messe nur eine Hälfte der Siggraph aus. Für viele Anwesende ist das wissenschaftliche Programm ungleich spannender. Den Kern bilden Aufsätze über neue oder verbesserte 3D-Verfahren, die „Papers“. Vorabdrucke stehen fast vollständig im Web (siehe Soft-Link). Der klare Trend in diesem Jahr hieß computerunterstützte Fotografie: Mehr als ein Dutzend der eingereichten Arbeiten widmeten sich diesem Thema.

Johannes Kopf von der Uni Konstanz stellte vor, wie man Hunderte von Fotos automatisch zu einem Riesenbild mit Gigapixel-Format zusammensetzt. So kann man in einem Bergmotiv interaktiv bis hin zur Großdarstellung eines Bergsteigers zoomen.

Zwei voneinander unabhängige Arbeiten befassten sich mit der Idee, statt einer herkömmlichen Blende ein Muster in das Objektiv zu setzen. Bei entsprechender Verarbeitung am Rechner kann der Anwender mit Hilfe der Unschärfe für jeden Bildpunkt eigene Tiefeninformationen extrahieren. Das Ergebnis bleibt zwar hinter der Genauigkeit eines 3D-Scanners zurück, reicht aber aus, um in einem Motiv eine Figur im Hintergrund nachträglich scharfzustellen, den Vordergrund aber unscharf zu machen. Mit wenig Aufwand lässt sich ein Standardobjektiv für diese Spezialaufnahmen umbauen. Selbermacher finden das Matlab-Programm für „Coded Aperture“ im Internet.

Kodierungsmuster lassen sich auch einsetzen, um mit simplen Infrarot-Leuchtdioden und Fotosensoren ein MoCap-System zu bauen. „Prakash“ verwandelt LEDs zu Leuchtfeuern im Raum. Ein Steuersystem schaltet die LEDs in Mustern an und aus, davor sitzt eine Musterblende. Die Fotosensoren werden auf die bewegten Objekte montiert angebracht und erfassen dort die Muster und deren Intensität.

Kinoabend

Keine Siggraph ohne Kurzfilm-Festival. Im Vorprogramm erklommen alte Heroen die Bühne, in täglich wechselnden Zusammenstellungen. Der Erfinder des Bump-Mapping Jim Blinn musste sich am Spieleklassiker Asteroids beweisen. John Knoll, einer der beiden Photoshop-Väter und Effekt-Chef bei ILM, versuchte sich am allerersten Star-Wars-Spiel.

Den Titel „Best Of Show“ gewann der polnische Kurzfilm „Ark“, ein Endzeitepos mit schizophrenem Ausgang. Der melancholische Flashback „En Tus Brazos“ eines Tango-Tanzpaars erhielt den Award of Excellence. Mit dem Beitrag „Dreammaker“ heimste Leszek Plichta von der Filmakademie Baden-Württemberg die Jury Honors ein.

Blue Sky Studios ernteten mit ihren Kurzfilm „No Time for Nuts“ zwar keinen Preis, dafür aber brüllende Lacher. Das Zeitreisen-Abenteuer des Urzeit-Viechs „Scrat“ aus dem Film „Ice Age“ findet sich auch auf der DVD der Sequel. Trotz geringem technischem Anspruch gelang der Persiflage „The Recent Future Robot: HELPER Z“ von Katsuyuki Suzuki durch seine witzige Idee der Sprung ins Festival.

Blut, Schweiß und Tränen

Am Rande der Siggraph fand auch der Animationswettbewerb „FJORG!“ statt, in dem Dreier-Teams innerhalb von 32 Stunden einen Kurzfilm produzieren mussten, ohne sich von inszenierten Ablenkungen aus dem Konzept bringen zu lassen. Auch hier stehen die Ergebnisse im Web; Sieger war ein Studententrio der US-amerikanischen Bowling Green State University.

Nicht nur die FJORG-Teilnehmer brauchten viel Sitzfleisch: Die Konferenz endete mit einer 135-minütigen Marathonsitzung über Wassereffekte in aktuellen Filmproduktionen. Scanline berichtete über seine Simulation von Meereswellen, splitternden Schiffen und ertrinkenden Seeleuten („beautiful shots to work on“) für das Historien-Action-Spektakel „300“.

Auch Digital Domain, Sony Picture Imageworks und Rhythm & Hues zeigten, wie sie Wasser animieren: in „Fluch der Karibik - Am Ende der Welt“, „Könige der Wellen“ und „Happy Feet“. Die deutschen Effektspezialisten von Scanline mussten für Schaum und brechende Wellen jedoch nicht auf Handarbeit zurückgreifen, sondern simulierten die Effekte auf einem Feld mit einer Auflösung von 8192x 8192 Elementen, multipliziert mit einer angepassten Tiefe.

Für das kommende Jahr stehen bei der Siggraph drastische Änderungen an. Künftig soll die Veranstaltung weniger nach Formen, sondern nach dem Inhalt gegliedert werden. So stehen neue Programmpunkte wie „Entertainment“ und „Production“ auf dem Plan, wohingegen etwa „Sketches“ entfallen. Klassiker wie „Papers“ und das „Computer Animation Festival“ bleiben aber erhalten. Die nächste Siggraph soll im August 2008 in Los Angeles stattfinden.

Danach kommt die für Dezember 2008 geplante Siggraph Asia in Singapur zum Zuge. Sie soll aufstrebende Forscher in China, Indien und Korea bedienen. Durch den Umzug der europäischen Siggraph-Schwester Eurographics vom September in den April hat die Computergrafik künftig somit drei heiße Jahreszeiten statt wie bisher nur einen überhitzten Sommer. (ghi)

Soft-Link