Real Reflect: Digicam-Verbund knipst Materialeigenschaften

EU-Projekt könnte Automobilherstellern Geld und Zeit sparen helfen. Eine im Rahmen des EU-Projekts "Real Reflect" in Entwicklung befindliche High-Tech-Kamera soll künftig die Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Materialien aufzeichnen und so die Computergrafik-Visualisierung von Produkten revolutionieren können. Ein Prototyp liefert bereits jetzt Daten, mit denen sich Oberflächentexturen weit detaillierter und naturgetreuer simulieren lassen als bisher, so die Entwickler.

12. Juli 2004 um 17:09 Uhr / Christian Klaß

Um einem Computer beizubringen, wie Leder aussieht, muss sich der Roboterarm des Prototypen lange verrenken: 14 Stunden lang dauert es im Labor, bis eine 14-Megapixel-Digitalkamera exakt 6.561 Fotos von einer Materialprobe geschossen hat. Dabei hält der Metallarm die zu digitalisierende Probe immer ein wenig anders, während die Kamera auf Schienen in einem Halbkreis um sie herumfährt. Einzig die zur Beleuchtung der Probe gedachte weiße Lampe rührt sich in diesen 14 Stunden nicht vom Fleck. Zusätzlich zu den Bilddaten merkt sich der Rechner den jeweiligen Blickwinkel der Kamera sowie den Einfallswinkel des Lichts.

"Auf diese Weise können wir die Reflexionseigenschaften eines Materials in Abhängigkeit vom Beleuchtungs- und Blickwinkel äußerst detailliert erfassen" , erklärt Professor Dr. Reinhard Klein, Leiter der Arbeitsgruppe "Computer Graphik" am Bonner Institut für Informatik III. "Wenn Sie diesen Schreibtisch sehen, wissen Sie nicht nur sofort: Das ist Holz. Sie ahnen sogar, wie er sich unter Ihren Fingerspitzen anfühlt" , so Klein zu den Zielen des Projekts.

Die nächste Material-Digitalisierungskamera soll es noch genauer und schneller schaffen: 151 halbkugelförmig um die Probe angeordnete Digitalkameras sollen künftig pro Material mehr als 22.000 Bilder schießen. Für den unterschiedlichen Lichteinfall soll dabei eine geschickte Ansteuerung der Kamerablitzgeräte sorgen. Auf bewegliche Teile können die Informatiker so vollständig verzichten und wollen dann pro Materialprobe nur noch eine Stunde Zeit benötigen.

Die Grundidee, wie computergenerierte Welten ein Stück realistischer gemacht werden können, stamme dabei aus einem ganz anderen Projekt: dem "Virtual Try-On", bei dem Kleins Arbeitsgruppe unter anderem an einer virtuellen Umkleidekabine arbeitete. Man kam damals auf die Idee, das Reflexionsverhalten von Textilien tatsächlich im Labor zu vermessen, erinnert sich Klein. Ob die Methode der Praxis standhält, untersuchen die Forscher momentan zusammen mit DaimlerChrysler: Während Testfahrten wird das Umgebungslicht gemessen und gleichzeitig der Innenraum aufgezeichnet. Schließlich sollen die Fahrten am Rechner virtuell nachgestellt und mit den reellen Videoaufnahmen verglichen werden, um etwaige Fehler in der Materialsimulation zu entdecken.

Beteiligt am Projekt Real Reflect sind neben der Uni Bonn auch weitere Virtual-Reality-Experten, etwa vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken, der TU Wien, der UTIA Prag und die Industriepartner DaimlerChrysler, der französische Automobil-Zulieferer Faurecia Industries, das ebenfalls französische Unternehmen INRIA (Erstellung des Offline HighQuality Renderingsystems), vra (Modellierung) sowie die deutsche IC:IDO GmbH. Letztere ist unter anderem für die Stereoprojektion (PowerWall, CAVE) in Echtzeit mit Tracking der Head- und Hand-Position sowie die Entwicklung der 3D-Benutzerschnittstelle zuständig.

Die Automobilindustrie hofft darauf, mit der neuen Technik künftig auf den Bau teurer Prototypen von Armaturen oder Sitzen mehr und mehr verzichten zu können. Allein die Entwicklung eines Autositzes soll bis zu 100.000 Euro kosten und könnte durch bessere Materialsimulation am Bildschirm preisgünstiger realisiert werden.