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Forschungsprojekt: Diese Software macht aus Fotos 3-D-Objekte

Demovideo zur Software 3-Sweep: Vom Schnappschuss zum Computermodell Zur Großansicht
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Demovideo zur Software 3-Sweep: Vom Schnappschuss zum Computermodell

Diese Software könnte 3-D-Designern Arbeit abnehmen: Das in Israel entwickelte Programm 3-Sweep soll im Computer aus einem einzigen Foto ein dreidimensionales Abbild des Motivs erzeugen können. Bisher waren dazu viele verschiedene Fotos als Vorlagen nötig.

Informatiker der Efi Arazi School of Computer Science in Israel haben eine Software entwickelt, die aus Fotos dreidimensionale Modelle der abgebildeten Objekte berechnen kann. Bisher war so etwas nur manuell möglich, erforderte viel Erfahrung und ein trainiertes räumliches Vorstellungsvermögen. 3-D-Designer verbringen oft Stunden damit, einfache Gegenstände am Computer in virtuelle räumliche Objekte umzuwandeln.

Die von den Forschern um den Dozenten Ariel Shamir entwickelte Software soll nun "die kognitiven Fähigkeiten eines Menschen mit der Rechengenauigkeit eines Computers kombinieren". Das 3-Sweep genannte Programm kann aus einem einzigen Foto ein räumliches Abbild des Motivs errechnen. Bisher waren für derartige Automatismen viele Fotos aus unterschiedlichen Richtungen notwendig. Der Nutzer gibt der Software nur einige Rahmenbedingungen vor. Das 3-D-Modell wird schließlich errechnet aus dem Bild und zusätzlichen Anweisungen des Nutzers.

Ein Demonstrationsvideo, das die Wissenschaftler am vergangenen Freitag online stellten, wurde bis zum Mittwochabend bereits 1,5 Millionen Mal angesehen. Darin zeigen sie nicht nur, wie sie alltägliche Objekte wie Wasserhähne, Kerzenständer oder Straßenlaternen anhand von Fotos in plastische Formen umwandeln, sondern diese auch automatisch mit passenden Texturen versehen und im Raum bewegen können. Auch die Beschaffenheit der Gegenstände verändern sie verhältnismäßig schnell: Sie verdrehen sie und fügen beispielsweise einer Laterne weitere Arme und Verzweigungen hinzu.

Auch wenn derzeit 3-D-Scanner und 3-D-Drucker Einzug in Werkstätten und Ateliers halten: Dinge anhand von Fotos modellieren zu können, hat einige Vorteile. Denn ist ein Objekt nicht beweglich, zu weit entfernt oder existiert womöglich nur noch auf einem einzigen Schnappschuss, scheiden traditionelle 3-D-Scan-Methoden aus.

Zudem sind viele 3-D-Scanner teuer und kompliziert in der Anwendung. 3-Sweep soll hier offenbar eine Lücke als Software für weniger erfahrene Computernutzer füllen, die weder die technische Ausstattung besitzen noch den Umgang mit 3-D-Programmen beherrschen, um dreidimensionale Modelle zu entwerfen.

Die Software aus Israel soll Ende November auf der Siggraph 2013 in Hong Kong, einer Konferenz für Computergrafik und interaktive Technik, vorgestellt werden.

kpg

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insgesamt 18 Beiträge
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1. Nette Spielerei
clausde 21.09.2013
Nur, wenn die nicht sichtbare Seite anders gestaltet ist als die Sichtbare, wird es wohl nichts mit der detailgetreuen 3D-Abbildung bei Verwendung nur eines Fotos.
2. Falsch gedacht
Layer_8 21.09.2013
Zitat von clausdeNur, wenn die nicht sichtbare Seite anders gestaltet ist als die Sichtbare, wird es wohl nichts mit der detailgetreuen 3D-Abbildung bei Verwendung nur eines Fotos.
Es sind ja keine Hologramme. Aber es gibt ja mathematische Gesetze der Perspektive, und somit lassen sich 2d Vorderseiten in 3d Vorderseiten umrechnen. Fallunterscheidung Links - Rechts. Aber "richtiges" 3d ist das natürlich nicht.
3.
willibald2013 21.09.2013
Als Student der Photogrammetrie frage ich mich, wie mit nur einem Foto einem Bildpunkt eine Tiefeninformation zugeordnet werden soll. Aufgrund der sog. Kollinearitätsgleichungen braucht man mindestens 2 Fotos (Stereonormalfall), um über gemeinsame Bildpunkte 3D Koordinaten bestimmen zu können. Vermutlich bedient sich das Programm in irgendeiner Form der Grauwerte (z. B. Schattierungen) , in diesem Fall wäre das Ergebnis aber stark von der Belichtung abhängig.
4.
b_russel 21.09.2013
Zitat von willibald2013Als Student der Photogrammetrie frage ich mich, wie mit nur einem Foto einem Bildpunkt eine Tiefeninformation zugeordnet werden soll. Aufgrund der sog. Kollinearitätsgleichungen braucht man mindestens 2 Fotos (Stereonormalfall), um über gemeinsame Bildpunkte 3D Koordinaten bestimmen zu können. Vermutlich bedient sich das Programm in irgendeiner Form der Grauwerte (z. B. Schattierungen) , in diesem Fall wäre das Ergebnis aber stark von der Belichtung abhängig.
Wird das nicht am Anfang des Videos angedeutet? Die Software hat anscheinend ein paar "Basis-Formen" (z.B. Extrusionskörper, generalized cylinders), die der Benutzer auswählen muss. Und die werden dann aus den Konturen rekonstruiert.
5. Pseudoplastisch...Wirklich eine Sensation ?
Spiegelansgar 21.09.2013
Ist denn dieses Programm so ne sensationelle Neuheit ? Im Zeichentrickfilm ergibt sich die Raeumlichkeit schon jetzt aus Softwareberechnung. In eigenen Kopf haben wir den Rechner, uns ein zweidimensionales Foto raeumlich vorstellen zu koennen. Normalerweise sind aber zwei Bilder erforderlich, die im besten Fall in Augenabstand aufgenommen wurden. Der plastische Seheindruck entsteht im Gehirn des Betrachters.- Aehnlich bei Mono- und Stereohoeren: Mindestens zwei Richtmikrofone also zwei etwas unterschiedliche Hoererlebnisse werden ueber zwei Kanaele in die beiden Ohren gebracht. - Aber natuerlich ist in der digitalen Welt jede Art von Hallberechnung und Tonverfremdung moeglich, ebenso wird die Disneywelt oft raeumlicher dargestellt als die Wirklichkeit. - Alte Monoaufnahmen laengst verstorbener Kuenstler koennen in einen virtuellen Raum verlegt werden, wo ein ganzes monophones Orchester ploetzlich vielen Kanaelen zugeordnet wird, die aus verschiedenen Richtungen des Konzertsaales zu hoeren sind.
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