Filmaufnahmen: Neuer Algorithmus steuert Kameradrohne

Kinofilme leben von spektakulären Kameraeinstellungen. Die sind jedoch oft aufwendig umzusetzen. Ein Steueralgorithmus für eine Kameradrohne soll Filmemachern die Arbeit erleichtern.

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Kameradrohne Parrot Bebop (Symbilbild): Drohne filmt Skifahrer aus sicherer Entfernung
Kameradrohne Parrot Bebop (Symbilbild): Drohne filmt Skifahrer aus sicherer Entfernung (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Drohnen statt Kamerakran: Forscher aus der Schweiz und den Niederlanden haben einen Algorithmus entwickelt, mit dem eine Drohne nach den Vorstellungen des Regisseurs und des Kameramannes gesteuert werden kann. Das soll es vereinfachen, vor allem dynamische Szenen zu drehen.

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Gedacht ist das für Action-Szenen wie etwa den Kampf von James Bond mit einem Gegner auf einem Eisenbahnwaggon im Film Skyfall. Die etwa drei Minuten lange Szene zu drehen, dauerte Stunden und erforderte einen enormen personellen, materiellen und technischen Aufwand. Mit Hilfe einer oder mehrerer Drohnen ließe sich dieser Aufwand deutlicher verringern, sagen die Entwickler um Tobias Nägeli von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Beteiligt an dem Projekt waren zudem Forscher der Delft University of Technology und des Massachusetts Institute of Technology sowie das Schweizer Unternehmen Embotech.

Bildauschnitte und Kamerafahrt werden vorgegeben

Der Algorithmus erlaubt es Regisseur und Kameramann, die nötigen Parameter für eine Szene festzulegen: wie die Kamerafahrt aussehen soll, welchen Ausschnitt das Bild haben soll - Close-up, Halbtotale, Supertotale - oder welche Person die Drohne verfolgen soll. Außerdem geben sie den Bereich vor, in dem sich die Drohne bewegen darf. Der Algorithmus berechnet daraus die Flugbahn der Drohne, und zwar 50 Mal in der Sekunde. Er ist nicht auf der Drohne installiert, sondern läuft auf einem externen Rechner und steuert die Drohne fern.

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Regisseur und Kameramann müssen dabei nicht wissen, an welcher Position die Drohne zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Für sie zählt, dass das von ihr aufgenommene Material das ist, was sie haben wollten. Nägeli vergleicht das mit dem Vorgehen der beliebten Kehr- und Putzroboter: "Wir geben dem Roboter nicht den exakten Weg vor, den dieser abfahren soll. Wir definieren nur das Ziel: nämlich dass der Raum am Ende sauber sein soll."

Viel Aufwand oder keine Kontrolle

Drohnen gehören seit einigen Jahren zur festen Ausstattung beim Film. Doch bisher werden sie manuell gesteuert. Dafür sind im Normalfall zwei Personen nötig: Eine steuert die Drohne, die andere bedient die Kamera. Weniger aufwendig sind Drohnen, die einer bestimmten Person automatisch folgen. Diese ermöglichen es dem Regisseur jedoch nicht, die Kontrolle über das Bild zu behalten.

  • Die Farbgebung der Bebop 2 soll eine einfachere Lageerkennung in der Luft erlauben. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Auch die helle Rückleuchte soll dabei helfen. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der schwarze Sky-Controller unterscheidet sich nicht von seinen Vorgängern. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die Kamera ist nach wie vor starr eingebaut. Kameraschwenks werden mit Hilfe des Fischaugenobjektivs und einem großen Sensor realisiert. Die Kamera ist nach wie vor starr eingebaut. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Für längere Filmaufnahmen lohnt sich ein FPV-Headset. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
Die Farbgebung der Bebop 2 soll eine einfachere Lageerkennung in der Luft erlauben. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Nägeli hat seinen Steueralgorithmus Anfang des Jahres zunächst mit einem Bebop-Quadrocopter getestet. Dabei zeigte er, dass die Drohne vorher festgelegte Shots selbstständig ausführen konnte. Dabei beachtete sie die vorgegebenen Bildausschnitte sowie Position und Winkel eines Schauspielers und wich automatisch Hindernissen aus. Für eine zweite Studie ließ er zwei Drohnen filmen.

Drohnen filmen Skirennen gefahrlos

Nägeli sieht für seinen Algorithmus verschiedene Anwendungsmöglichkeiten. Neben Kinofilmen sind das Sportübertragungen, vor allem Skirennen. Dort werden Drohnen bereits eingesetzt, haben aber auch schon, wie in Madonna di Campiglio im Dezember 2015, zu gefährlichen Situationen geführt. "Wir können zuvor virtuelle Flugstraßen anlegen, die verhindern, dass die Drohnen einen minimalen Sicherheitsabstand zum Athleten unterschreiten", sagt Nägeli.

Eine weiteres Anwendungsgebiet könnte die automatisierte Inspektion von Industrieanlagen oder Windrädern sein. Schließlich könnte auch eine Lieferdrohne mit dem Algorithmus sicher ans Ziel gesteuert werden.

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