Animation Motion-Capture-Verfahren ohne Marker

Cebit 2013

Saarbrücker Informatiker haben eine Technik für Motion Capture entwickelt, bei der ein Schauspieler im Kostüm aufgenommen werden kann und keinen Spezialanzug mit Markern tragen muss. Die Entwickler sehen auch Anwendungen in anderen Bereichen, etwa der Medizin.

Informatiker des Saarbrücker Max-Planck-Instituts für Informatik haben ein neues Verfahren für Motion Capture entwickelt, das weniger Aufwand erfordert als heute üblich. Es kommt mit weniger Kameras aus, und die Darsteller müssen keine Spezialkleidung tragen.

Motion Capture wird verwendet, um animierte Figuren wie etwa Gollum in den Verfilmungen der Tolkien-Romane zum Leben zu erwecken: Ein Schauspieler agiert, seine Bewegungen werden gefilmt und später auf die animierte Figur übertragen. Der Aufwand ist groß: Der Schauspieler trägt einen eng anliegenden Anzug, der mit Markern versehen ist. Kameras sind um ihn herum aufgebaut. Sie senden Infrarotlicht aus. Das wird von den Markern reflektiert und von den Kameras wieder erfasst.

Hinderliche Marker

Vielen Schauspielern seien die Anzüge unangenehm, sagt der Saarbrücker Informatiker Nils Hasler. Außerdem behinderten die Marker sie beim Spielen. Das von ihm und seinen Kollegen entwickelte Motion-Capture-Verfahren erfordert keinen solchen Anzug, der Schauspieler kann bequeme Kleidung tragen. Auch der technische Aufwand ist geringer: "Wir benötigen dafür im Gegensatz zu den Trickaufnahmen in Hollywood nicht einige Dutzend Kameras, sondern nur ganz wenige", erklärt Hasler. Fünf bis zwölf herkömmliche Videokameras reichten aus.

Eine von der Forschergruppe Graphics, Vision & Video um Christian Theobalt entwickelte Software erstellt zunächst ein 3D-Modell des Darstellers aus einem Bewegungsskelett mit 58 Gelenken. Die Kameras nehmen den Schauspieler auf. Die Bilder werden dann in den Computer übertragen und die Software überlagert die 2D-Bilder der Videokameras und das virtuelle 3D-Modell. "Der Computer berechnet die Bewegungen dann so schnell, dass wir sie ohne Zeitverzögerung direkt auf die zu animierende Figur übertragen können", sagt Hasler.

Verdeckte Akteure

Die bereits patentierte Technik sei inzwischen so gut, dass auch mehrere Schauspieler zusammen agieren könnten, sagt Hasler: "Das System erkennt die Bewegungen auch dann noch, wenn Gegenstände die Menschen verdecken oder der Hintergrund sehr unruhig ist. Das wird in Zukunft auch Trickaufnahmen außerhalb der Studios, etwa in der freien Natur, ermöglichen."

Anfangs habe die Software noch Schwierigkeiten gehabt, Bewegungen zu rekonstruieren, wenn die Darsteller weite Mäntel oder lange Kleidern trugen, berichtet Hasler. Das sei inzwischen gelöst: "Über ein neues Rechenverfahren können wir jetzt auch Oberflächen so genau erfassen, dass man zum Beispiel den Faltenwurf der Kleidung völlig realistisch nachbilden kann. Dies hat bisher weltweit noch kein anderes Computerprogramm geschafft."

Medizin, Sport, Spiele

Die Forscher gehen davon aus, dass ihr Verfahren nicht nur für die Filmindustrie von Nutzen sein kann. Eine mögliche Anwendung sei die Medizin: Ärzte könnten damit beispielsweise den Heilungserfolg nach Operationen an Gelenken bildlich darstellen und genau verfolgen, sagt Hasler. Sportler könnten ihre Bewegungsabläufe analysieren, ohne Marker tragen zu müssen. Bei der Übertragung von Wettkämpfen könnten mit der Technik die Bewegungen der Athleten sichtbar gemacht werden, damit die Zuschauer sie besser verstehen. Schließlich könnte auch die Computerspieleindustrie das Verfahren einsetzen.

Hasler will mit Theobalt und Carsten Stoll ein Unternehmen gründen, um die Software zu vermarkten. Es gebe auch schon Interessenten aus der Filmindustrie und der Sportvermarktung, sagte er.

Die Saarbrücker wollen ihr Verfahren auf der Cebit präsentieren (Halle 9, Stand F 34). Die Computermesse findet vom 5. bis 9. März in Hannover statt.