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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 />

- 1 -


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 />

- 2 -


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 />

- 3 -


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 />

- 4 -


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 />

- 5 -


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 />

- 6 -


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 />

- 7 -


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 />

- 8 -


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 />

- 10 -


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 />

- 11 -


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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