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Videos entstehen aus Einzelbildern - Braunschweiger Forscher nutzen aus, wie wir Bewegung wahrnehmen

21.08.2008 - (idw) Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig

Ob Kino, Fernsehen oder Daumenkino: Schnelle Bildfolgen verschmelzen zu einer bewegten Szene. Doch wie muss eine solche Bildsequenz aussehen, damit die Bewegung natürlich wirkt? Wissenschaftler am Institut für Computergraphik der Technischen Universität Braunschweig haben jetzt ein Verfahren entwickelt, um aus einzelnen Fotos bewegte Szenen zu erzeugen. Was geschieht zum Beispiel, wenn man Kinder beim Spielen im Garten aufnehmen möchte, aber nur eine digitale Fotokamera, und kein Videoaufnahmegerät zur Hand hat? Die meisten Hobbyfotografen würden in diesem Fall die Serienbild-Funktion ihrer Kamera benutzen, bei der schnell mehrere Fotos hintereinander geschossen werden. Wenn diese Bilder nun zügig hintereinander abgespielt werden, hat man das Gefühl, man sähe eine bewegte Szene. Das einzige Problem dabei: Diese Szene ruckelt, denn sie läuft nicht flüssig ab, da es zu wenig Zwischenbilder gibt.

Forscher der Technischen Universität Braunschweig sind nun in der Lage, aus diesen Einzelfotos einen angenehm flüssigen Videoclip zu erzeugen. Das Problem war bisher die aufwändige Rechenleistung, die benötigt wurde, um eine komplette Szene im Computer nachzubauen. Dafür musste Punkt für Punkt eine physikalische Realität nachberechnet werden.
Die Forscher fanden heraus, dass dieser Aufwand gar nicht nötig ist. Denn Menschen sind in der Lage, sich eine Bewegung vorzustellen, sobald bestimmte Regeln eingehalten werden. Die Forscher nutzten für die Lösung des Problems Erkenntnisse aus der Wahrnehmungspsychologie. Für den Betrachter ist es unwichtig, ob das Gesehene eine physikalisch korrekte Bewegung ist, solange das Gehirn das Gesehene als Bewegung interpretiert. Wesentlich für das visuelle System des Menschen sind die Konturen von Objekten. Wenn sich Kanten richtig bewegen und verschieben, dann "glauben" wir auch unbewusst den Rest einer Bewegung. Daumenkinos oder Kippbilder, in denen sich eine Figur scheinbar bewegt, basieren auf diesen Eigenheiten der menschlichen Wahrnehmung. Den Rest macht das Gehirn: Es vervollständigt das Gesehene automatisch, so dass es physikalisch plausibel erscheint.

Die Forscher Timo Stich und Christian Linz unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Marcus Magnor, Institut für Computergrafik der TU Braunschweig, wiesen in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen und Mitarbeitern der Universität Tübingen an Testpersonen nach, dass das Interpolationsverfahren der Forscher den bisherigen Methoden deutlich überlegen ist.

Die Software kann vielseitig angewendet werden: Aus Einzelbildern entstandene Rundum-Ansichten eines Objekts sind wichtig für das interaktive und 3D-Fernsehen. Auch die Verbesserung historischer und ruckeliger Aufnahmen wird durch die Methode möglich. Und der Privatanwender kann damit irgendwann selbst aus Einzelbildern seiner Kinder einen Videoclip erstellen - auch ohne Videokamera.
Weitere Informationen: http://www.cg.cs.tu-bs.de/people/stich/perception_interpolation_results08.avi - Videomaterial zum Thema http://www.cg.cs.tu-bs.de/ - Homepage des Instituts für Computergrafik
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