Motion Capture umgedreht

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Traditionelle Verfahren, Bewegungen von Schauspielern aufzuzeichnen und diese dann in ein digitales Modell überzuführen, setzen auf Kameras in einem Studio. Indem sie die Kameras nach außen richten und am Körper des Schauspielers selbst befestigen, haben Wissenschaftler von Disney Research (DRP) und der Carnegie Mellon University jedoch bewiesen, dass Motion Capture überall stattfinden kann, nicht nur im Studio.


Motion Capture-Verfahren machen Szenen wie in „Fluch der Karibik 2“ möglich, wo die Bewegungen des Schauspielers Bill Nighy in einen digital erzeugten Davy Jones mit Oktopus-artigen Bart-Tentakeln übersetzt wurden. Am Körper befestigte Kameras erlauben es dagegen auch, Bewegungen wie Laufen im Freien oder Schwingen am Klettergerüst einzufangen. Das wäre sonst sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich, sagt Takaaki Shiratori, Post-Doctoral Associate bei DRP.


„Das könnte die Zukunft von Motion Capture sein,“ sagt Shiratori, der das neue Verfahren auf der SIGGRAPH 2011 präsentiert hat. Da die Kameras immer kleiner und billiger würden, „denke ich, dass in gar nicht so ferner Zukunft jeder Motion Capture machen könnte“, meint er.


Zu den weiteren Wissenschaftlern, die an dem Projekt arbeiten, gehören Jessica Hodgins, DRP-Direktor und CMU-Professor für Robotik und Computer Science, Hyun Soo Park, Ph. D. Student für Mechanical Engineering an der CMU, Leonid Sigal, DRP-Forscher und Yaser Sheikh, Assistant Research Professor am Robotics Institut der CMU.


Das tragbare Kamerasystem rekonstruiert die relativen und globalen Bewegungen von Schauspielern mit Hilfe eines Prozesses namens Structure from Motion (SfM). Takeo Kanade, CMU-Professor für Computer Science und Robotik, hat SfM vor 20 Jahren als eine Möglichkeit entwickelt, eine dreidimensionale Struktur eines Objekts zu bestimmen. Dabei werden die von der Kamera aufgenommenen Bilder bei der Bewegung rund um das Objekt analysiert.


In der neuen Anwendung wird SfM auf andere Weise genutzt. Die Wissenschaftler verwenden Klettbänder, um die 20 Kameras an Gliedmaßen und Rumpf der Testpersonen anzubringen. Jede Kamera wurde bezogen auf eine Referenzstruktur kalibriert. Die Personen haben dann Bewegungen ausgeführt aus denen das System automatisch ein digitales Skelett und die Positionen der Kameras in Relation zu dem Skelett errechnen konnte.


SfM wird angewandt, um die ungefähre Position der Gliedmaßen zu ermitteln, wenn sich der Schauspieler durch die Umgebung bewegt und die spärliche 3D-Information über die Umgebung zu sammeln, die den Kontext für die eingefangene Bewegung liefert. Die grobe Position und Orientierung der Gliedmaßen dient als Grundlage für die anschließende Verfeinerung, die die Stellung des Körpers im Raum verbessert und schließlich in der korrekten Erfassung der Bewegung gipfelt.


Die Motion-Capture-Qualität, die von den am Körper befestigten Kameras und den anschließenden Berechnungen ermöglicht wird, reiche noch nicht an die Realitätsnähe traditioneller Verfahren heran, sagt Shiratori, aber sie werde sich in dem Maß verbessern, wie die Auflösung der kleinen Videokameras weiter steige.


Das Verfahren erfordert extrem leistungsfähige Rechner, denn eine Minute Motion Capture aufzubereiten, kann einen ganzen Tag in Anspruch nehmen. Zu den Aufgaben, mit denen sich die Wissenschaftler in der Zukunft beschäftigen werden, gehört es daher auch, entsprechende Abkürzungen zu finden, wie etwa die Rechenprozesse zu parallelisieren.


Weitere Informationen und ein Video sind unter: http://drp.disneyresearch.com/projects/mocap/ zu finden.


Bild: Ein von Disney Research, Pittsburgh und der Carnegie Mellon University entwickeltes Motion-Capture-System beruht auf der Anwendung von am Körper angebrachten Kameras. Hier zeichnen sie die Bewegungen des Läufers auf, damit ein animierter Läufer gerendert werden kann. Bild: Carnegie Mellon University

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