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Virtuelle Realität In zehn Minuten zum virtuellen Zwilling

| Redakteur: Katharina Juschkat

Um einen personalisierten Avatar zu generieren, haben Forscher jetzt ein neues Verfahren entwickelt, das innerhalb von zehn Minuten ein virtuelles Abbild erschafft. Eingesetzt werden soll das Verfahren als virtueller Trainingshelfer, aber auch kommerziell könnte es genutzt werden.

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Um das neue Verfahren zu testen, ließ sich der Doktorand Jascha Achenbach gleichzeitig von 40 Kameras fotografieren. Zehn Minuten später war die virtuelle Version des Forschers fertig.
Um das neue Verfahren zu testen, ließ sich der Doktorand Jascha Achenbach gleichzeitig von 40 Kameras fotografieren. Zehn Minuten später war die virtuelle Version des Forschers fertig.
(Bild: CITEC/Universität Bielefeld)

Avatare sind digitale Abbilder, mit denen man sich in der virtuellen Realität bewegen kann. Um einen personalisierten Avatar zu erstellen, also eine digitale Kopie von sich selbst, brauchte man bisher mehrere Tage. Forscher am Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie der Universität Bielefeld, kurz Citec, haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem sie innerhalb von zehn Minuten einen virtuellen Zwilling erstellen können.

Avatare für virtuellen Trainingsraum

Eingesetzt werden die erzeugten Avatare im IC-Space („Intelligent Coaching Space“), einem virtuellen Fitness- und Bewegungsraum, der auch von Citec entwickelt wurde. Mit IC-Space können Nutzer Bewegungsabläufe einüben und verbessern, indem das System individuelles Feedback in Echtzeit gibt. Das System wird durch den virtuellen Zwilling verkörpert, der als Trainer agiert. Sich selbst sehen die Nutzer als Avatare im Spiegel des virtuellen Raums.

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Das System ist dazu gedacht, die Bewegungsausführung von Sportlern und Reha-Patienten zu analysieren und dabei zu helfen, diese zu korrigieren. Es basiert auf einem offenem Raum mit Front und Boden als Projektionswand, bekannt als Cave („Cave Automatic Virtual Environment“). Mithilfe der Cave kann eine begehbare computergenerierte virtuelle Umgebung simuliert werden. Weltweit einmalig an dem System soll sein, dass es den kompletten Trainingsprozess umsetzt und sich flexibel an das Verhalten des Nutzers anpasst.

40 Kameras scannen die Person ein

Die virtuellen Avatare sind komplett animierbar, wie Charaktere aus Computerspielen, spiegeln aber die echte Person realistisch wider.
Die virtuellen Avatare sind komplett animierbar, wie Charaktere aus Computerspielen, spiegeln aber die echte Person realistisch wider.
(Bild: CITEC/Universität Bielefeld)

Um Avatare für IC-Space zu erstellen, scannen die Forschenden Personen ein. Dafür fotografieren die Informatiker mit einem Rondell aus 40 Spiegelreflex-Kameras die jeweilige Person von allen Seiten und berechnen aus diesen Aufnahmen mehrere Millionen dreidimensionale Messpunkte auf dem Körper der Person. In diese Daten wird ein generisches virtuelles Menschenmodell so eingepasst, dass es in Form und Aussehen der gescannten Person entspricht. „Unser virtuelles Menschenmodell wurde aus über hundert 3D-Scans erzeugt und enthält statistisches Vorwissen darüber, wie menschliche Körper aussehen und sich bewegen“, sagt Prof. Mario Botsch, einer der Koordinatoren des Projekts IC-Space. „Nur dadurch können wir die Avatare schnell und automatisiert erstellen.“

Die resultierenden virtuellen Menschen können detailliert animiert werden: Sie können alle Gelenke bewegen, bis hin zu einzelnen Fingern, und über Gesichtsausdrücke, Sprache und Gesten kommunizieren.

Personalisierte Avatare werden besser angenommen

„Wichtigstes Merkmal ist aber, dass sie den Benutzer fotorealistisch widerspiegeln“, sagt Botsch. Denn personalisierte Avatare werden von den Nutzern deutlich besser akzeptiert, wie eine Studie der Computergrafiker in Kooperation der Universität Würzburg zeigt. „Die Untersuchung verdeutlicht, dass sich die Nutzer besser mit einem maßgeschneiderten Avatar identifizieren als mit einem Avatar, der ihnen nicht ähnelt – selbst wenn er ähnlich realistisch aussieht“, sagt Prof. Marc Latoschik der Universität Würzburg, der an der Studie beteiligt war.

„Die virtuellen Avatare legen wir in einem Format an, wie es auch von der Computerspiele-Industrie genutzt wird“, berichtet Thomas Waltemate aus der Forschungsgruppe. Das mache das Verfahren auch für die kommerzielle Nutzung interessant.

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