Virtuelle Realität auf der IFA: 3D Rekonstruktion des Menschen

Fraunhofer3DMensch(September 2016) Die 3D Human Body Reconstruction des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) digitalisiert den Menschen. Die Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der das realistische Abbild eines Menschen in eine virtuelle Welt übertragen werden kann. Diese 3D-Technologie nimmt reale Personen mit mehreren Kameras gleichzeitig auf und erstellt daraus sich natürlich bewegende, dynamische 3D-Modelle. Zu sehen ist dies Anfang September auf der diesjährigen IFA in Berlin (Halle 11.1, Stand 3) sowie auf der IBC in Amsterdam (Halle 8, Stand B80).

Die Fraunhofer Forscher entwickelten ein Kamerasystem, mit dem sie Personen für den perfekten dreidimensionalen Eindruck filmen. Kern dieses Systems ist eine Stereokamera: Wie der Mensch mit seinen zwei Augen nimmt sie die Person mit zwei Objektiven auf. Das stereoskopische Sehen führt dazu, dass sich Entfernungen gut abschätzen lassen, weil beide Augen aus einem etwas anderen Winkel auf ein Objekt blicken.

So ergibt sich ein dreidimensionaler Eindruck. Um eine Person aus allen Richtungen im Detail aufzunehmen, werden mehr als 20 Stereokameras eingesetzt. Jede Kamera nimmt dabei nur einen Teil der Person auf. Die Herausforderung besteht darin, die einzelnen Kamerabilder so miteinander zu fusionieren, so dass ein realistisches Gesamtbild entsteht.

Neben der Kameratechnik haben die Forscher auch Algorithmen entwickelt, die aus den stereoskopischen Kamerabildern sehr schnell Tiefeninformationen extrahieren können. Diese sind nötig, um die 3D-Gestalt einer aufgenommenen Person zu berechnen. Letztlich erzeugt der Computer aus den Kamerabildern ein virtuelles Modell des Menschen, das in die Szene übertragen wird. Die generierte 3D-Oberflächenstruktur der Person weist viele Details auf. Falten in der Kleidung oder Charakteristika im Gesicht können wahrgenommen werden. Dadurch wirkt dieses Modell in Aussehen und Bewegung natürlich und realitätsnah.

Das Fusionieren der 3D-Information aus den verschiedenen Kamerabildern dauert einige Sekunden. Dennoch ist die Illusion perfekt. Das System überträgt das dreidimensionale dynamische Modell einer Person zügig in die Virtuelle Realität. Ein Mensch kann sich bei der Aufnahme in dem dafür vorgesehenen Bereich frei bewegen. Das virtuelle Ebenbild stellt jede Geste und Bewegung realistisch dar. Ziel ist es, dass ein realistisches Abbild eines Menschen zukünftig direkt mit der virtuellen Welt interagieren kann – zum Beispiel indem es virtuelle Objekte greift.

Das neue Kamerasystem des Fraunhofer HHI soll zukünftig auch für andere Anwendungsgebiete genutzt werden. So arbeiten die Forscher beispielsweise ebenfalls an virtuellen Videokonferenzen. Es ließe sich aber auch im Infotainment-Bereich einsetzen.

Quelle Text und Bild: © Fraunhofer HHI