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Detailliertes 3-D-Abbild eines Menschen aus allen Richtungen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Forscher des Fraunhofer HHI erzeugen mit mehr als 30 Kameras ein realistisches 3-D-Abbild eines Menschen. Das dreidimensionale Modell mit vielen Details lässt sich in virtuelle Welten übertragen.

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Mit dem sogenannten 3D Human Body Reconstruction des Fraunhofer HHI lassen sich Menschen digitalisieren.
Mit dem sogenannten 3D Human Body Reconstruction des Fraunhofer HHI lassen sich Menschen digitalisieren.
(Bild: Fraunhofer HHI)

Wissenschaftler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI aus Berlin haben eine Methode entwickelt, mit der das realistische Abbild eines Menschen in eine virtuelle Welt übertragen werden kann. Die sogenannte 3-D-Human-Body-Reconstruction-Technik nimmt reale Personen mit mehreren Kameras gleichzeitig auf und erstellt daraus sich natürlich bewegende, dynamische 3-D-Modelle.

Dazu haben die Forscher des Fraunhofer HHI ein Kamerasystem entwickelt, mit dem Personen für den dreidimensionalen Eindruck gefilmt werden. Kern des 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. Dadurch ergibt sich der dreidimensionale Eindruck.

Mehr als 30 Kameras aus allen Richtungen

Um eine Person aus allen Richtungen im Detail aufzunehmen, setzt das Fraunhofer HHI derzeit mehr als 30 Kameras ein. Jede Kamera nimmt dabei nur einen Teil der Person auf. Die Herausforderung besteht darin, die einzelnen Kamerabilder so miteinander zu fusionieren, 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 3-D-Gestalt einer aufgenommenen Person zu berechnen. Letztlich erzeugt der Computer aus den Kamerabildern ein virtuelles Modell des Menschen, das dann in die Szene übertragen wird.

Die generierte 3-D-Oberflächenstruktur der Person weist dabei viele Details auf. So können beispielsweise Falten in der Kleidung oder Charakteristika im Gesicht wahrgenommen werden. Dadurch wirkt dieses Modell in Aussehen und Bewegung natürlich und realitätsnah.

Das Fusionieren der 3-D-Informationen aus den verschiedenen Kamerabildern dauert nur wenige Sekunden – dann 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.

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