Motion Capturing und Compositing - Frank Barth
Motion Capturing und Compositing - Frank Barth
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Jeremias Knapp<br />
<strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> <strong>und</strong> <strong>Compositing</strong><br />
Hausarbeit im Fach „Einführung in die Medien-<br />
wissenschaften“ von Jeremias Knapp<br />
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Inhaltsverzeichnis<br />
1. Einleitung .......................................................................................................................................- 3 -<br />
2. <strong>Motion</strong> Capture ..............................................................................................................................- 3 -<br />
2.1 Was ist <strong>Motion</strong> Capture? ..........................................................................................................- 3 -<br />
2.2 Allgemeines Funktionsprinzip ...................................................................................................- 3 -<br />
2.3 Die Aufnahmeverfahren ...........................................................................................................- 4 -<br />
2.3.1 Optisches Aufnahmeverfahren ..........................................................................................- 4 -<br />
2.3.2 Magnetisches Verfahren ...................................................................................................- 4 -<br />
2.3.3 Mechanisches Verfahren ...................................................................................................- 4 -<br />
2.3.4 Bilderfassungssysteme ......................................................................................................- 5 -<br />
2.4 <strong>Motion</strong> Tracking .......................................................................................................................- 6 -<br />
3. <strong>Compositing</strong> ...................................................................................................................................- 7 -<br />
3.1 Was ist <strong>Compositing</strong>? ...............................................................................................................- 7 -<br />
3.2 3D-<strong>Compositing</strong> ........................................................................................................................- 7 -<br />
4. Anwendungsgebiete .......................................................................................................................- 8 -<br />
4.1 Einleitung..................................................................................................................................- 8 -<br />
4.2 Medizin .....................................................................................................................................- 8 -<br />
4.3 Wirtschaft .................................................................................................................................- 8 -<br />
4.3.1 Ergonomie-Analyse ............................................................................................................- 8 -<br />
4.3.2 Eye-Tracking ......................................................................................................................- 9 -<br />
4.4 Entertainment ..........................................................................................................................- 9 -<br />
4.4.1 Filme ..................................................................................................................................- 9 -<br />
4.4.2 Computerspiele ...............................................................................................................- 10 -<br />
4.4.3 Nintendo Wiimote ...........................................................................................................- 11 -<br />
4.5 Virtual Reality .........................................................................................................................- 11 -<br />
5. Quellen .........................................................................................................................................- 12 -<br />
Jeremias Knapp<br />
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1. Einleitung<br />
Jeremias Knapp<br />
Diese Ausarbeitung dient dem Überblick über den Themenbereich <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong><br />
<strong>und</strong> <strong>Compositing</strong> mit dem Ausblick auf verschiedene Anwendungsgebiete. Das Haupt-<br />
augenmerk liegt hierbei auf dem Entertainment-Bereich, es wird aber ebenso auf wirt-<br />
schaftliche <strong>und</strong> didaktische Aspekte eingegangen. Aufgr<strong>und</strong> der Komplexität der ange-<br />
schnittenen Teilgebiete ist es nicht möglich auf alle im Detail einzugehen aber man be-<br />
kommt einen Ausblick darauf, was mit <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> <strong>und</strong>/oder <strong>Compositing</strong> für<br />
Leistungen erbracht werden können <strong>und</strong> manchmal unmerklich vor unseren Augen er-<br />
bracht werden.<br />
2. <strong>Motion</strong> Capture<br />
2.1 Was ist <strong>Motion</strong> Capture?<br />
<strong>Motion</strong> Capture (zu Deutsch: Bewegungserfassung) ist der Überbegriff für alle Verfah-<br />
ren der Aufnahme von Bewegungsabläufen aus der realen Welt zur Verwendung in<br />
Computersystemen. Im klassischen Sinne versteht man darunter die Aufnahme mensch-<br />
licher Bewegungsabläufe, die auf dreidimensional animierte Figuren übertragen werden,<br />
um animierte Charaktere in Filmen <strong>und</strong> Computerspielen möglichst real <strong>und</strong> deren Be-<br />
wegungen möglichst geschmeidig erscheinen zu lassen. Unter dem Begriff „<strong>Motion</strong><br />
Capture“ kann man jedoch alles einordnen, was der Aufnahme von Bewegungsabläufen<br />
dient. Angefangen bei einer einfachen Computermaus über andere Eingabegeräte <strong>und</strong><br />
optische Aufzeichnungsverfahren bis hin zum mechanischen Ganzköper-<br />
Bewegungsaufzeichnungs-Anzug. Dabei werden nicht nur die Bewegungen von Men-<br />
schen aufgenommen, sondern auch die von Tieren <strong>und</strong> Maschinen.<br />
Allgemein kann man die „<strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong>“-Methoden in vier Hauptklassen einteilen:<br />
optische, mechanische, magnetische <strong>und</strong> Bilderfassungs-Systeme. Im Folgenden werde<br />
ich genauer auf die Einzelnen eingehen.<br />
2.2 Allgemeines Funktionsprinzip<br />
Alle Verfahren basieren auf einem Gr<strong>und</strong>prinzip. Das Ziel ist es, die spezifischen Be-<br />
wegungsdaten eines 3D-Models zu erhalten. Der Vertrautheit halber beziehe ich mich<br />
auf einen Menschen. Die spezifischen Bewegungsdaten eines Menschen sind die Dreh-<br />
<strong>und</strong> Knickwinkel der Gelenke <strong>und</strong> natürlich seine Position, welche aber aufgr<strong>und</strong> der<br />
einfachen Reproduzierbarkeit in der Nachbearbeitung vernachlässigt werden kann.<br />
Um die Daten zu erhalten werden, abgesehen von den mechanischen Verfahren, Markie-<br />
rungspunkte an den bewegungsintensiven Stellen, in unserem Fall den Gelenken, ange-<br />
bracht. Durch die unterschiedlichen Verfahren wird nun die genaue Position der Markie-<br />
rungspunkte im Raum ermittelt. Mit den Positionsdaten der Markierungspunkte <strong>und</strong> ge-<br />
schickten Algorithmen kann der Computer letztendlich die Bewegungsdaten der Gelen-<br />
ke errechnen.<br />
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2.3 Die Aufnahmeverfahren<br />
2.3.1 Optisches Aufnahmeverfahren<br />
Jeremias Knapp<br />
Die optische Methode ist wohl die bekannteste <strong>und</strong> auch die meistverwendete. Hierbei<br />
muss die aufzunehmende Person einen hautengen Overall tragen, auf dem die Markie-<br />
rungspunkte in Form von kleinen lichtreflektierenden Bällen angebracht sind. Die Auf-<br />
nahme erfolgt durch mehrere Kameras (meist Infrarotkameras), die strategisch um den<br />
Aufzunehmenden verteilt sind, damit jeder Markierungspunkt zu jedem Zeitpunkt von<br />
mindesten einer Kamera erfasst wird.<br />
Abbildung 1: Eishockeyspieler beim <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong>.<br />
Die Vorteile des optischen Verfahrens sind die hervorragende Bewegungsfreiheit sowie<br />
eine hohe Genauigkeit <strong>und</strong> Abtastrate.<br />
2.3.2 Magnetisches Verfahren<br />
Das magnetische Verfahren unterscheidet sich vom optischen dadurch, dass statt der<br />
Bälle magnetische Sensoren als Markierungspunkte verwendet werden. Ihre Position<br />
wird mit Hilfe eines Magnetfeld-Emitters <strong>und</strong> einer Empfängereinheit ermittelt.<br />
Der Vorteil hierbei ist, dass die Markierungspunkte nicht verdeckt werden können. Der<br />
Nachteil ist die verringerte Bewegungsfreiheit, da die aufzunehmende Person einige Ge-<br />
räte mit sich führen muss.<br />
2.3.3 Mechanisches Verfahren<br />
Das mechanische Verfahren unterscheidet sich gr<strong>und</strong>legend von den beiden Vorherge-<br />
henden. Alle Bewegungsdaten werden hierbei durch an die Gelenke angebrachte me-<br />
chanische Sensoren direkt aufgenommen. Durch ein Gyroskop, das an der Hüfte ange-<br />
bracht ist, kann außerdem ständig der Winkel zum Boden erfasst werden.<br />
Der Nachteil dieses Verfahrens ist eine starke Einschränkung der Bewegungsfreiheit.<br />
Die Anzahl der Sensoren <strong>und</strong> die notwendigen Verbindungsstreben zwischen ihnen ma-<br />
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Jeremias Knapp<br />
chen schnelle <strong>und</strong> komplizierte Bewegungen, wie sie z.B. in Kampfszenen gebraucht<br />
werden, nahezu unmöglich. Hinzu kommt außerdem, dass diese Systeme für jeden Trä-<br />
ger genau kalibriert werden müssen.<br />
Abbildung 2: Frau mit mechanischem <strong>Motion</strong>-<strong>Capturing</strong>-Anzug.<br />
Dennoch ist dieses Verfahren in mancherlei Hinsicht nicht zu schlagen. Ist ein Aufnah-<br />
mesystem erst einmal für einen Träger kalibriert, kann es sehr schnell an- <strong>und</strong> abgelegt<br />
werden. Dadurch ist das mechanische Verfahren am schnellsten bereitgestellt <strong>und</strong> bietet,<br />
falls der Computer zur Aufnahme der Bewegungsdaten gleich mitgeführt wird, uneinge-<br />
schränkte Reichweite. Zudem können die Bewegungsdaten dank der unkomplizierten<br />
Echtzeitaufnahme direkt weiterverarbeitet werden.<br />
2.3.4 Bilderfassungssysteme<br />
Bilderfassungssysteme sind zwar auch optisch, arbeiten aber gr<strong>und</strong>legend anders. Dabei<br />
verzichten sie vollständig auf vorher festgelegte Markierungspunkte. Als Vorbild für das<br />
Bilderfassungssystem dient der menschliche Sehapparat. Das Objekt wird mit zwei Ka-<br />
meras aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Mit komplizierten Algorithmen ist es<br />
nun möglich aus dem Videomaterial ein 3D-Modell zu erstellen, das Form, Farbe <strong>und</strong><br />
auch die Bewegung des Objekts enthält.<br />
Da lediglich zwei Kameras benötig werden ist die Aufnahme bei diesem Verfahren sehr<br />
einfach. Die aufwändigen Algorithmen zur Weiterverarbeitung benötigen jedoch viel<br />
Rechenleistung <strong>und</strong> machen damit dieses Verfahren sehr Zeit- <strong>und</strong> Kostenintensiv.<br />
Durch den rasanten Fortschritt in der Computertechnik <strong>und</strong> neue, bessere Algorithmen<br />
könnte es aber das <strong>Motion</strong>-<strong>Capturing</strong>-System der Zukunft sein.<br />
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2.4 <strong>Motion</strong> Tracking<br />
Jeremias Knapp<br />
<strong>Motion</strong> Tracking (auch: Matchmoving) bezeichnet ein Verfahren, das es ermöglicht aus<br />
einer Videoaufnahme die Bewegung der Kamera, mit der sie aufgenommen wurde, zu<br />
rekonstruieren. Das macht es möglich Objekte nachträglich in eine Szenerie einzufügen,<br />
ohne deren relative Bewegung, bezüglich der Kamera, nachträglich <strong>und</strong> mit hohem<br />
Aufwand nachahmen zu müssen.<br />
Bis jedoch die Kamerafahrt aus einer Videoaufnahme extrahiert werden kann, sind eini-<br />
ge Zwischenschritte notwendig. Die Arbeit wird wie so oft von einem Programm mit<br />
komplizierten Bildpunktverfolgungs-Algorithmen durchgeführt.<br />
Im ersten Schritt sucht das Programm auf dem ersten Bild der Aufnahme nach markan-<br />
ten Punkten zur Verfolgung, sodass das Bild gleichmäßig mit Markierungspunkten be-<br />
deckt ist. Dies sind meist Punkte die in hohem Kontrast zu ihrer Umgebung stehen, wie<br />
z.B. Kanten, Glanzlichter oder kleine Lichtquellen.<br />
Im zweiten Schritt wird die Bewegung dieser Punkte Bild für Bild nachverfolgt.<br />
Schwenkt die Kamera dabei in eine Richtung, in der keine Punkte gesetzt wurden, wer-<br />
den dort gleichzeitig neue erzeugt. Was man dadurch erhält ist die Bewegung vieler<br />
Punkte auf einer zweidimensionalen Ebene.<br />
Abbildung 3: Videoaufnahme in <strong>Motion</strong>-Tracking-Programm. Die grünen Pfade stellen die Bewegung der<br />
Markierungspunkte dar.<br />
Im dritten Schritt errechnet das Programm, aus der relativen Bewegung der Punkte un-<br />
tereinander, deren Position im dreidimensionalen Raum. Dabei gibt es meist einen klei-<br />
nen Anteil von Punkten, deren Bewegung nicht zu der der anderen passt, weil sie z.B.<br />
nicht korrekt verfolgt werden konnten oder eine Person durch das Bild gelaufen ist.<br />
Hierbei wird klar, dass das Verfahren nur funktionieren kann, wenn die meisten Objekte<br />
auf der Aufnahme statisch sind.<br />
Im letzten Schritt kann das Programm dann aus der Position der Punkte im Dreidimen-<br />
sionalen <strong>und</strong> deren Bewegungen im Zweidimensionalen auf die Bewegung der Kamera<br />
im Dreidimensionalen schließen.<br />
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3. <strong>Compositing</strong><br />
3.1 Was ist <strong>Compositing</strong>?<br />
Jeremias Knapp<br />
<strong>Compositing</strong> beschreibt eine Technik in der Bild- <strong>und</strong> Videobearbeitung, bei der<br />
Bildelemente aus verschiedenen Quellen zu einem stimmigen Gesamtbild zusammenge-<br />
fügt werden. Entscheidend ist hierbei nicht das bloße Übereinanderlegen der einzelnen<br />
Bildebenen, sondern auch die gegenseitige Anpassung der Ebenen untereinander. Folg-<br />
lich muss man, wenn man z.B. einen Menschen in einen neuen Hintergr<strong>und</strong> einfügt, im<br />
Hintergr<strong>und</strong> einen passenden Schatten oder auch eine Spiegelung ergänzen.<br />
Durch die Verwendung von halbtransparenten Bildebenen <strong>und</strong> verschiedenen Mischver-<br />
fahren zur Verbindung der transparenten Ebenen mit den darunterliegenden Ebenen<br />
kann man völlig neue Farb-<strong>und</strong> Helligkeitsverhältnisse erzeugen. Aufgr<strong>und</strong> der Fülle an<br />
verschiedenen Techniken <strong>und</strong> Möglichkeiten in diesem Bereich, werde ich in dieser<br />
Ausführung nicht genauer auf das Thema eingehen. Im weiteren Verlauf werde ich mich<br />
ausschließlich mit dem 3D-<strong>Compositing</strong> befassen.<br />
3.2 3D-<strong>Compositing</strong><br />
Wie im Kapitel 3.1 beschrieben fügt man beim <strong>Compositing</strong> verschiedene Bildelemente<br />
zusammen. Beim 3D-<strong>Compositing</strong> ist mindestens ein Element ein computergeneriertes<br />
3D-Modell. Beispielweise ein 3D-Modell, das in einen realen Hintergr<strong>und</strong> eingefügt<br />
wird, oder ein reales Objekt, das in einen 3D-generierten Hintergr<strong>und</strong> eingefügt wird.<br />
Im statischen Fall, mit unbewegten Bildern, ist dies noch relativ einfach zu bewerkstel-<br />
ligen. Man fügt das reale Element einfach in das verwendete 3D-Programm ein <strong>und</strong><br />
passt die Winkel- <strong>und</strong> Größenverhältnisse nach eigenem Ermessen an, bis ein angeneh-<br />
mer Übergang entsteht. Schatten, Spiegelungen <strong>und</strong> Lichtverhältnisse müssen natürlich<br />
extra angepasst werden.<br />
Statisches 3D-<strong>Compositing</strong> wird vor allem in der Architektur verwendet. So kann man<br />
ein 3D-Modell, des zu bauenden Gebäudes, in ein Bild des späteren Standorts einfügen<br />
<strong>und</strong> die Wirkung des Gebäudes in seiner Umgebung beurteilen, bevor es überhaupt ge-<br />
baut wurde.<br />
Schwieriger wird es im dynamischen Fall. Will man ein 3D-Modell in ein Video einfü-<br />
gen ist man auf das in Kapitel 2.4 beschriebene <strong>Motion</strong> Tracking angewiesen. Durch das<br />
<strong>Motion</strong> Tracking erhält man abgesehen von der Bewegung der Kamera auch die Unge-<br />
fähren Konturen der aufgenommenen Szenerie. Das 3D-Modell kann also einfach an der<br />
gewünschten Position eingefügt werden <strong>und</strong> das 3D-Animationsprogramm errechnet<br />
dessen Bewegung im Video automatisch. Um eine reale Aufnahme in eine 3D-Szenerie<br />
einzufügen ist ein wesentlich größerer Aufwand notwendig. (Siehe hierzu:<br />
http://www.youtube.com/watch?v=0L34HsXXU00 letzter Aufruf: 25.6.11)<br />
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Jeremias Knapp<br />
Abbildung 4: <strong>Motion</strong>-Tracking-Szene in 3D-Programm. Links oben: Kamera mit Verlaufspfad.<br />
Zentral unten: Eingefügter Quader auf Hilfsebene für Schatten <strong>und</strong> Spiegelung.<br />
4. Anwendungsgebiete<br />
4.1 Einleitung<br />
Prinzipiell kann jegliche Bewegung die in der Realität stattfindet auf die eine oder ande-<br />
re Art aufgenommen, analysiert <strong>und</strong> weiterverwendet werden. Durch <strong>Compositing</strong> ist es<br />
möglich jede Phantasie der Realität hinzuzufügen, zumindest visuell.<br />
Dadurch ergeben sich für beide Verfahren dutzende von Möglichkeiten. Kommen beide<br />
zusammen kann man virtuelle Welten schaffen, die sich bald nicht mehr von der Realität<br />
unterscheiden.<br />
4.2 Medizin<br />
In diesem Kapitel sollen ein paar Anwendungsgebiete beispielhaft beschrieben werden.<br />
In der Medizin wird <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> eingesetzt um menschliche Bewegungsabläufe<br />
aufzunehmen. Diese können dann mit höchster Genauigkeit, Zentimeter für Zentimeter<br />
analysiert werden. So kann Rehabilitationspatienten geholfen werden wieder perfekte<br />
Bewegungsabläufe einzuüben. Außerdem wird <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> von allen Arten von<br />
Sportlern genutzt um ihre Bewegungsabläufe bei komplizierten Aktionen, wie z.B. beim<br />
Weitsprung, zu perfektionieren.<br />
4.3 Wirtschaft<br />
In der Wirtschaft gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten Produktanalysen mit <strong>Motion</strong><br />
<strong>Capturing</strong> durchzuführen. Zwei möchte ich an dieser Stelle zur Sprache bringen.<br />
4.3.1 Ergonomie-Analyse<br />
Bei der Ergonomie-Analyse werden Bewegungsabläufe bei der Benutzung von Maschi-<br />
nen aufgenommen. So kann z.B. analysiert werden wie leicht es einem Benutzer fällt ein<br />
Gerät zu bedienen. Da heute oftmals Menschen in Betrieben dieselbe Maschine mehrere<br />
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Jeremias Knapp<br />
St<strong>und</strong>en am Tag bedienen müssen, ist die Ergonomie-Analyse für diese Geräte unab-<br />
dingbar. Heutzutage spielt die Bedienbarkeit einer Maschine eine gleichgroße Rolle wie<br />
die Funktion der Maschine, dies wird vor allem bei Dauerbelastung sichtbar.<br />
Des Weiteren kann man häufige Bewegungsabläufe, wie der beim Einstieg in ein Auto,<br />
auf ein Computermodell anwenden, um die Ergonomie einer Maschine zu analysieren,<br />
bevor diese überhaupt produziert wurde. (Siehe hierzu:<br />
http://www.youtube.com/watch?v=W7KK80Iumkk Letzter Aufruf: 26.6.11)<br />
4.3.2 Eye-Tracking<br />
Zur Marktforschung wird die bewährte Methode „Eye-Tracking“ eingesetzt. Hierbei<br />
wird auf die eine oder andere Art der Blickfokus eines Probanden über die Zeit während<br />
der Benutzung eines Produkts, dem Gang durch ein Kaufhaus, dem Besuch einer Inter-<br />
netseite oder einem anderen Markforschungsszenario aufgezeichnet. So kann man ana-<br />
lysieren wo ein Benutzer wie oft <strong>und</strong> wie lange hinschaut <strong>und</strong> seine Produkte entspre-<br />
chend anpassen. (Siehe hierzu: http://www.simpleusability.com/services/usability/eye-<br />
tracking/demo Letzter Aufruf: 28.6.11)<br />
4.4 Entertainment<br />
4.4.1 Filme<br />
Im Entertainment-Bereich sind <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> <strong>und</strong> <strong>Compositing</strong> eine nicht mehr<br />
wegzudenkende Königsdisziplin. Hier werden die neuesten Techniken <strong>und</strong> die schnells-<br />
ten Rechner eingesetzt um in Filmen <strong>und</strong> Computerspielen Fantasiewelten zu schaffen,<br />
die an Realismus der wirklichen Welt in nichts nachstehen.<br />
Außerdem eröffnen neue Arten von Eingabegeräten Möglichkeiten für Spiele, die man<br />
mit Maus <strong>und</strong> Tastatur nicht umsetzen könnte.<br />
Bei dem Charakter „Gollum“ aus der Filmreihe „Herr der Ringe“ ahnt man nicht, dass<br />
es sich hierbei tatsächlich um eine von einem Schauspieler gespielte Rolle handelt, da<br />
„Gollum“ einem Menschen nur im Entferntesten ähnelt. „Gollum“ ist ein im Computer<br />
entworfener Charakter, dessen Bewegungen, sowohl die des Körpers als auch die des<br />
Gesichts, eins zu eins von einem Schauspieler übertragen wurden. Die Filmszenen<br />
konnten dabei ganz normal mit den anderen Schauspielern aufgenommen werden <strong>und</strong><br />
Gollums Darsteller wurde in der Nachbearbeitung einfach durch die Computervariante<br />
ersetzt.<br />
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Jeremias Knapp<br />
Abbildung 5: Darsteller von Gollum wird durch 3D-Modell ersetzt.<br />
Bei der Produktion des Films „Avatar – Aufbruch nach Pandora“ ist man noch etliche<br />
Schritte weitergegangen. Hier wurde das von den Entwicklern selbst als „Performance<br />
Capture“ bezeichnete Verfahren entwickelt. Dabei handelt es sich um eine Mischung<br />
vieler Techniken aus dem Bereich des <strong>Motion</strong> Capture <strong>und</strong> des <strong>Compositing</strong>. Wie man<br />
an dem Begriff „Performance Capture“ vielleicht erahnen kann, wird dabei alles was die<br />
Schauspieler tun zu fast 100% in verwertbare Daten umgewandelt. Das beinhaltet Kör-<br />
perbewegungen, Gesichtsausdrücke <strong>und</strong> Interaktion mit Kulissen. Des Weiteren wurden<br />
die Schauspieler reitend aufgenommen, wobei die Pferde ebenso aufgenommen wurden<br />
<strong>und</strong> man hat sogar die potentielle Bewegung der Haare der Schauspieler mit Hilfe von<br />
Schnüren aufgenommen. Die späteren Kamerafahrten wurden während den Dreharbei-<br />
ten von separaten Spezialkameras aufgenommen.<br />
Das Ergebnis waren am Ende Szenen, die vollständig computeranimiert sind, deren Be-<br />
wegungsinformationen aber nahezu vollständig aus der Realität stammen. (Siehe hierzu:<br />
http://neytiri.de/avatar-featurette-dreharbeiten-motion-capture/ Letzter Aufruf: 26.6.11)<br />
4.4.2 Computerspiele<br />
In den meisten Computerspielen wird <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> eingesetzt um die komplizierten<br />
Bewegungsabläufe der Spielcharaktere beim Laufen, Schwimmen, Klettern oder Kämp-<br />
fen nicht mühsam von Hand animieren zu müssen. Damit können die Entwickler sehr<br />
viel Zeit sparen <strong>und</strong> die Animationen wirken realistischer.<br />
In aufwendigeren Spielen werden sogar Gesichter aufgenommen um Zwischensequen-<br />
zen die Qualität von Kinofilmen einzuverleiben.<br />
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Jeremias Knapp<br />
Abbildung 6: Bildschirmfoto aus dem Spiel „L.A.Noire“.<br />
4.4.3 Nintendo Wiimote<br />
Der Controller der Wii-Konsole von Nintendo (Wiimote) nutzt, wenn man es so be-<br />
zeichnet, visuelles <strong>und</strong> mechanisches <strong>Motion</strong> Capture um Benutzereingaben zu erzeu-<br />
gen. Die Wiimote besitzt abgesehen von den üblichen Knöpfen <strong>und</strong> einem Steuerkreuz<br />
eine Infrarotkamera <strong>und</strong> einen Beschleunigungsmesser.<br />
Abbildung 7: Wiimote.<br />
Die Infrarotkamera erfasst zwei Leuchtdioden, die sich in einer Leiste befinden, welche<br />
meist unter dem Fernseher platziert wird. Dadurch kann der Winkel der Wiimote in Be-<br />
zug auf die Leiste bestimmt werden. Dies wird genutzt um die Position einen Cursors<br />
auf dem Fernsehbildschirm zu ermitteln. Der Beschleunigungsmesser ermöglicht es auf-<br />
gr<strong>und</strong> der Erdbeschleunigung den Winkel zwischen Wiimote <strong>und</strong> Boden zu ermitteln,<br />
außerdem erkennt er grobe Bewegungen, durch die z.B. Schüttel-, Schlag-, Schwung,<br />
oder Rotationsgesten identifiziert werden können.<br />
4.5 Virtual Reality<br />
Zum Abschluss soll noch der Nutzen von <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> im Bereich Virtual Reality<br />
zur Sprache kommen.<br />
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Jeremias Knapp<br />
Virtual Reality besteht einerseits aus einer Computerausgabe, die die Sinne eines Nutzer<br />
idealerweise zu 100% mit Daten versorgen soll. Das heißt ein Virtual-Reality-Nutzer<br />
sollte virtuell sehen, hören, fühlen, schmecken <strong>und</strong> riechen können. Meist beschränken<br />
sich die Sinne aber noch auf das Sehen <strong>und</strong> Hören.<br />
Der andere Teil des Virtual Reality ist die Benutzereingabe, die idealerweise den ganzen<br />
Körper miteinbeziehen sollte. Sprich: man sollte sich in der virtuellen Welt samt seines<br />
virtuellen Körpers wiederfinden können, um auch wie in der Realität mit der Umgebung<br />
interagieren zu können. Natürlich nutzt man für diesen Zweck schon seit längerer Zeit<br />
<strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong>, jedoch sind die in Kapitel 2.3 vorgestellten Verfahren zu Umständ-<br />
lich oder noch nicht ausgereift genug um sie auch am heimischen Herd einsetzen zu<br />
können.<br />
5. Quellen<br />
Was man braucht ist ein <strong>Motion</strong>-<strong>Capturing</strong>-System, das schnell verfügbar ist, den Be-<br />
nutzer nicht einschränkt <strong>und</strong> dennoch ausreichende Genauigkeit bietet. Das in Kapitel<br />
2.3.4 beschriebene Bilderfassungssystem könnte in Zukunft dazu in der Lage sein.<br />
Sollte Virtual Reality in dieser Qualität für den gewöhnlichen Bürger verfügbar werden,<br />
würde das ganz neue Möglichkeiten für die Internetkommunikation eröffnen.<br />
Im Bereich des E-Learning wäre man z.B. nicht mehr darauf angewiesen datenintensive<br />
Videos zu produzieren <strong>und</strong> zu übertragen, man könnte sich einfach in einem virtuellen<br />
Raum treffen. Dabei würden auch die störenden Elemente in Videos, wie z.B. der Hin-<br />
tergr<strong>und</strong>, wegfallen.<br />
Internationale Geschäftstreffen könnten auf ganz persönlicher Basis, Angesicht zu An-<br />
gesicht, stattfinden, ohne vorher lange Strecken zurücklegen zu müssen.<br />
Dies sind nur zwei meiner Ideen. Es bleibt die Frage, was der Markt daraus machen<br />
wird. Dass es diese Art der Mensch-Maschine-Interaktion geben wird, ist für mich auf<br />
jeden Fall unbestreitbar.<br />
Arbeit über <strong>Motion</strong> <strong>Capturing</strong> (http://medien.informatik.uniulm.de/lehre/courses/ss02/ModellingAndRendering/07-motion-capturing.pdf<br />
Letzter<br />
Aufruf: 28.6.11)<br />
Bachelorarbeit „<strong>Motion</strong> Tracking with Wii Controller“<br />
(http://www.ifi.uzh.ch/pax/uploads/pdf/publication/709/Bachelorarbeit.pdf Letzter Aufruf:<br />
28.6.11)<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/<strong>Motion</strong>_Capture<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/<strong>Compositing</strong><br />
http://de.wikipedia.org/wiki/Blickerfassung<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/Wii-Fernbedienung<br />
Abbildung 1 (http://www.nhlsnipers.com/2k11-cover-athlete-ryan-kesler/ Letzter Aufruf:<br />
26.6.11)<br />
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Jeremias Knapp<br />
Abbildung 2<br />
(http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/4858/data/mocap.pdf Letzter<br />
Aufruf: 26.6.11)<br />
Abbildung 5 (http://www.herr-der-ringefilm.de/v3/de/news/tolkienfilme/news_14400.php<br />
Letzter Aufruf: 26.6.11)<br />
Abbildung 6 (http://imagequalitymatters.blogspot.com/2010_11_01_archive.html Letzter<br />
Aufruf: 26.6.11)<br />
Abbildung 7 (http://de.wikipedia.org/wiki/Wii-Fernbedienung Letzter Aufruf: 26.6.11)<br />
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