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Neue Methode für realistische 3D-Bewegungsabbildungen

Ein Forscherteam hat ein System entwickelt, das natürliche Bewegungsabläufe digital abbildet. Aus den Daten von 510 Kameras berechnet es Bewegungsmodelle, die selbst den Flug von Papierstücken digital wiedergeben können.

Die bislang in der Filmindustrie für das Motion Capturing benötigten, mit Markern besetzten Anzüge werden überflüssig: Ein System soll Modelle natürlicher Bewegungsabläufe mit den Daten von 510 Kameras berechnen. Am Robotik-Institut der Carnegie Mellon University in Pittsburgh steht das sogenannte Panoptische Studio. Dabei handelt es sich um einen zweistöckigen geodätischen Dom, der mit 480 Video-Kameras und 30 High-Definition Video-Kameras bestückt ist. Die Kameras sind rundum und bis zur Hälfte der Wandhöhe angeordnet. So kann das Kamera-System innerhalb des Studios 100.000 Punkte gleichzeitig aufnehmen.

Das panoptische Studio von Außen.

Bewegt sich jemand in diesem Raum und wirft zum Beispiel kleine Papierstücke in die Luft, so können die Kameras die Bewegungsabläufe lückenlos aufzeichnen. Um daraus eine digitale Nachbildung der Bewegungen zu erstellen, sind die hier eingefangenen Daten sogar zu dicht. Also entwickelte ein Forscherteam einen Algorithmus [1], der entscheidet, welche Kamera für die Aufnahme einer Bewegung notwendig ist.

Im Inneren des Doms sind bis zur halben Wandhöhe die Kameras montiert. Darüber befinden sich Scheinwerfer.

Der Algorithmus beruht auf der Identifikation von Referenzpunkten nach der Erstellung von ersten Aufnahmen eines Bewegungsablaufs. Für jeden dieser Referenzpunkte wird dann ermittelt, welche Kameras ihn zu welchem Zeitpunkt im Blickfeld haben. Das entwickelte System bezeichnet das Forscher-Team um Yaser Sheikh als Sichbarkeits-Schätzung (eng. "Visibility Estimation"). Die Schätzung wird auf der Basis "Maximum a posteriori" (MAP) formuliert, sie beruht also auf der größtmöglichen Anzahl von Daten, die nach ersten Aufnahmen entwickelt wurden. Die Daten müssen fotometrische, geometrische und Bewegungs-Konsistenz aufweisen.

Die einzelnen Schritte der "Sichtbarkeits-Schätzung".

Übermittelt eine Mehrzahl von Kameras also für einen Referenzpunkt eine Bewegung nach rechts und eine Kamera zeigt eine entgegengesetzte Bewegung an, so geht das System davon aus, dass der Punkt außerhalb des Blickfelds der Kamera liegt. Diese Kamera wird für die Abbildung dann nicht mehr berücksichtigt. (esk [2])


URL dieses Artikels:
http://www.heise.de/-2264198

Links in diesem Artikel:
[1] http://www.cs.cmu.edu/~hanbyulj/14/visibility.html
[2] mailto:esk@ct.de