Entwicklung einer realistischen digitalen Bildgebung fördern
Zwar hat die Digitalisierung die Bildgebungstechnologie auf ein Niveau gehoben, das früher unvorstellbar war, doch sie erfasst noch immer nur einen Bruchteil dessen, was das menschliche Auge sehen kann. Das könnte sich bald ändern, unter anderem dank des Aufkommens der realistischen digitalen Bildgebung. „Das Ziel der realistischen digitalen Bildgebung ist es, qualitativ hochwertige Bilder zu erstellen, die die physische Umgebung getreu wiedergeben“, erläutert Søren Forchhammer, Professor für visuelle Kommunikationstechnologie an der Technischen Universität Dänemark. „Letztendlich geht es darum, Bilder zu erzeugen, die sich in der Wahrnehmung nicht von einer realen Szene unterscheiden lassen.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts RealVision arbeitet Forchhammer federführend an der Entwicklung realistischer digitaler Bilder. „Wir haben uns vorgenommen, die nächste Generation Fachkräfte in Wissenschaft, Technologie und Unternehmertum auszubilden, die Europa zu einer Führungsrolle bei innovativen hyperrealistischen Bildgebungstechnologien verhelfen wird“, fügt er hinzu.
Ausbildung Nachwuchsforschender im Bereich visuelle Verarbeitung
Das Projekt brachte ein Netzwerk von Spitzenuniversitäten, Industrie und Unternehmen zusammen, die sich auf Multimedia, Optik, visuelle Kommunikation und Computertechnik, Computergrafik und die Erforschung des menschlichen Sehens konzentrieren. Gemeinsam schulte dieses Netzwerk Nachwuchsforschende in den Grundlagen der visuellen Verarbeitung, angefangen bei der Bildaufnahme über die Verarbeitung bis hin zur Darstellung und Wahrnehmung. „Mit dieser Ausbildung wandte sich das Netzwerk dann der Erweiterung der visuellen Qualität in allen Dimensionen der räumlichen und zeitlichen Auflösung, des hohen Dynamikbereichs und der Farbe zu“, so Forchhammer. „Wir haben außerdem den Einsatz von Multikamerabildern untersucht, um die Vorstellung der Tiefe zu vermitteln.“ Was letzteres betrifft, so wurde im Rahmen des Projekts eine rekonfigurierbare Multikamera mit Mehrfachansicht-Erfassungsfunktion ausgetüftelt. Die Kamera verwendet einen neuartigen Algorithmus zur Erfassung und Erstellung hochwertiger visueller Erlebnisse auf der Grundlage der erfassten Daten. Mit dem Gerät wurde im Rahmen des Projekts erfolgreich ein erster hochauflösender Lichtfelddatensatz mit hohem Dynamikbereich erfasst.
Visuelle Reproduktion eines realen 3D-Objekts
Im Rahmen des Projekts, das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt wurde, wurde zudem ein multifokales High-Dynamic-Range-Stereo-Display mit einem durchgängigen Bildgebungs- und Volumendarstellungssystem konzipiert und umgesetzt. „Dieses System kann ein reales 3D-Objekt in Farbe, Kontrast, Disparität und Tiefenschärfe visuell wiedergeben“, erklärt Forchhammer. „Noch beeindruckender daran ist, dass es sich um die erste Arbeit handelt, die eine enge Übereinstimmung zwischen einem realen 3D-Objekt in Augennähe und seinem angezeigten Gegenstück erreicht.“ Darüber hinaus untersuchte das Netzwerk ein Immersionskonzept, das häufig mit neuartigen Anzeige- und hyperrealistischen Technologien in Verbindung gebracht wird. Nach der wissenschaftlichen Konzeption haben die Forschenden eine Methodik für die subjektive Prüfung der Immersion erarbeitet und ein Experiment durchgeführt, in dem ihr Einfluss auf die räumlich-akustische Wahrnehmung in einer audiovisuellen Umgebung untersucht wurde.
Fortschritte auf dem Weg zur reproduzierten Realität
Wenn man diese Ergebnisse zusammenfasst, erhält man einen klaren Weg zur reproduzierten Realität. „Durch die Erforschung, Entwicklung und Demonstration von hyperrealistischen Bildgebungslösungen haben wir die Grundlage für eine Multikamera-Bildgebung mit hohem Dynamikbereich geschaffen“, berichtet Forchhammer. Die größte Errungenschaft des Projekts sind letztendlich die ausgebildeten Nachwuchsforschenden, die laut Forchhammer einen bedeutenden Einfluss auf die europäische visuelle Industrie haben werden. „In dem Maße, wie diese Forscherinnen und Forscher ihre Ideen und Erfahrungen in die Industrie und andere Projekte einbringen, werden wir unserem Ziel, Bilder zu erstellen, die von der Realität nicht mehr zu unterscheiden sind, weiter näherkommen“, schließt er.
Schlüsselbegriffe
RealVision, realistische digitale Bildgebung, hyperrealistische Bildgebungstechnologien, Digitalisierung, Nachwuchsforschende, visuelle Verarbeitung, Multikamera-Bildgebung, Kamera, 3D-Objekt
