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16.01.2012
Folge 305

Räumliche Bilder mit Tiefensensor

3D mit Tiefensensor

Von Heinz Schmitz

Räumliche Eindrücke in Bilder und Filmen werden mit Zwei Kameras aufgezeichnet, die gegeneinander versetzt sind und die sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen. Schlimm wäre es, wenn Schärfenverlagerung, Zoom etc. unterschiedlich wahrgenommen würden. Kopfschmerzen wären vorprogrammiert. Forscher der Uni Kiel haben sich vorgenommen ein anderes Verfahren als Basis für räumliche Bilder zu verwenden. Dazu wurde das Projekt DeCS Media (Depth Capture Systems for Media) ins leben gerufen (http://www.mip.informatik.uni-kiel.de/tiki-index.php?page=DeCaSy).

Neben dem Videobild einer Videokamera wird ein Tiefenprofil aufgezeichnet. Dazu verwenden die Forscher eine  Time off light der TOF-Kamera (http://de.wikipedia.org/wiki/TOF-Kamera). Hierbei wir die Zeit gemessen, die das Licht benötigt um von einem Punkt im Raum reflektieret zu werden. Die Szene wird also mit Laserimpulsen ausgeleuchtet und ein Array von Zellen misst die Reflektionszeit. Dadurch entsteht eine Profilkarte der Szene, die zum Beispiel als Helligkeitsinformation gespeichert werden kann. Per Software wir dann das Videobild auf die Szene gemappt und daraus die räumlichen Bilder errechnet.

Neu ist das Verfahren nicht. Mir begegnete diese Form der Abtastung des Raums erstmalig 2002. Die Firma Canesta (http://en.wikipedia.org/wiki/Canesta) stellte damals einen Chip dazu vor. Als erstes Produkt kam dann die virtuelle Tastatur auf den Markt, die heute von Celluon angeboten wird (http://celluon.com). Dabei wird das Tastaturlayout auf eine ebene Fläche projiziert. Ein Tiefensensor ermittelt die Position wenn der Finger nahe genug an der Eben ist, wird das als Tastendruck gewertet.


Räumliche Aufzeichnung mit Tiefensensor in der Anfangsphase. Das linke Bild von mir zeigt das von vorne aufgenommene Tiefenrelief. Bei dem rechten Foto ist das Videobild als Textur über das Relief gelegt. Die Bilder sind vor langen Jahren auf der Siggraph in den USA entstanden.

Bekannter ist aber wahrscheinlich eine andere Anwendung. Microsofts Kinect (http://de.wikipedia.org/wiki/Kinect) Steuerung  für die Xbox und neuerdings auf für den PC basiert auf dem gleichen Prinzip. Neben einen Videokamera ist ein Flächenlaser zur Ausleuchtung und Tiefensensor eingebaut. Die Technologie hat Microsoft mit dem Kauf der oben genannten Firma Canesta im Jahr 2010 erworben (http://news.cnet.com/8301-31021_3-20021265-260.html?tag=mncol).

Die Forscher aus Kiel haben sich das Ziel gesetzt, aus diesen Technologien eine Form der räumlichen Bildaufzeichnung zu entwickeln, die störungsfrei ist. Dabei soll Zusammenarbeit von Modul und Kamera durch eine intuitive Kalibriersoftware automatisch geregelt werden. Eventuell bekommen die Aufnahmeteams direkt am Drehort schon einen Eindruck des gerade aufgezeichneten Materials.


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