Nur wenige Striche nötig 06.09.2016, 08:21 Uhr

Ruckzuck vom Videobild zur frei animierbaren 3D-Tierfigur

Tiere im Film dreidimensional zu animieren ist heute die Domäne von Experten, die tagelang mit speziellen Computerprogrammen arbeiten, bis die Tiervorlage steht. Forscher aus Saarbrücken haben dieses Verfahren grundlegend vereinfacht. Ihnen genügen ein paar Striche, die das Tierskelett markieren. Und schon saust der Gepard durch die Savanne.

Ganz gleich, ob sich ein Gepard durch eine Grassavanne bewegt, eine Giraffe über die Steppe läuft oder eine Elefantenherde die Straße überquert: Immer genügen wenige farbige Striche, um das grundlegende Stützskelett zu erzeugen. Dafür haben die Wissenschaftler eine Benutzeroberfläche entwickelt, die wie ein einfaches Malprogramm funktioniert. 

Ganz gleich, ob sich ein Gepard durch eine Grassavanne bewegt, eine Giraffe über die Steppe läuft oder eine Elefantenherde die Straße überquert: Immer genügen wenige farbige Striche, um das grundlegende Stützskelett zu erzeugen. Dafür haben die Wissenschaftler eine Benutzeroberfläche entwickelt, die wie ein einfaches Malprogramm funktioniert. 

Foto: Tobias Ritschel/University College

Wenn Tiere in Filmen wie dem Klassiker „Planet der Affen“ vor der Kamera agieren, so kann das ordentlich ins Geld gehen. So waren vom Budget der 5,8 Millionen US-Dollar für den archaischen Science-Fiction-Film alleine eine Million Dollar für Make-up, Masken und Kostüme der Affen reserviert. Es dauerte jedes Mal gute drei Stunden, bis die bedauernswerten Schauspieler durch Kostüm und Maske zu den lebensecht wirkenden Affen wurden.

Kurzer Realfilm als Vorlage

Seit dem Siegeszug digitaler Technik betreibt auch in Hollywood niemand mehr einen solchen Aufwand, um Tiere vor der Kamera spielen zu lassen. Trotzdem dauert es auch heute oft noch mehrere Tage, bis Animationsexperten mit speziellen Computerprogrammen die Tiere dreidimensional und lebensecht animiert haben. Viel zu lang, meinen Bernhard Reinert und Professor Hans-Peter Seidel vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken (MPI), die gemeinsam mit Tobias Ritschel vom University College in London jetzt eine Software entwickelt haben, die aus einer kurzen Realfilmvorlage in wenigen Minuten ein dreidimensionales Animationsmodell des Tieres zaubert.

Reduktion auf das Wesentliche

„Alle bisherigen Ansätze, das Erkennen der Gliedmaßen zu automatisieren, haben hier versagt. Deswegen haben wir ein neues Rechenverfahren entwickelt, das auf speziellen Zufallsprozessen, sogenannten Markow-Ketten beruht“, erklärt Reinhard. Der Trick ist die Reduktion auf das Wesentliche: Auf einem Einzelbild des Realfilms zeichnet der Laien-Regisseur ein vereinfachtes Skelett der Gliedmaßen ein, so banal wie ein Strichmännchen.

Grundlage sind wenige farbige Striche

Im Erklärvideo verblüfft die Einfachheit: Ganz gleich, ob ein Gepard durch eine Grassavanne sprintet, eine Giraffe über die Steppe läuft oder eine Elefantenherde die Straße überquert, immer genügen wenige farbige Striche, um das grundlegende Stützskelett zu erzeugen.

Sechs Striche genügen der Software aus Saarbrücken, um aus einem Videobild ein dreidimensionales Tiermodell zu erstellen. 

Sechs Striche genügen der Software aus Saarbrücken, um aus einem Videobild ein dreidimensionales Tiermodell zu erstellen. 

Foto: Max-Planck-Institut für Informatik

Dafür haben die Wissenschaftler eine Benutzeroberfläche entwickelt, die wie ein einfaches Malprogramm funktioniert. Darin übermalt der Hobby-Animateur mit wenigen Mausklicks den Schwanz des Geparden mit einer dicken orangenen Linie und markiert Rückgrat, Kopf, Vorder- und Hinterbeine durch weitere farbige Linien.

Zauber auf Knopfdruck

Die Software hinter dem Malprogramm überträgt dann diese Markierungen auf alle Einzelbilder der kurzen Realfilmsequenz. Dadurch werden die Markierungen auch bei Bewegungen des Tieres immer wieder auf die Gliedmaßen gelegt. Der Anwender muss dann fünf dieser Einzelbilder auf die Korrektheit der Markierungen kontrollieren und gegebenenfalls per Hand verändern.

Real gefilmte Tiere werden zu animierbaren 3D-Figuren. Die Saarbrücker Forscher haben ihre Software inzwischen an verschiedenen Tier-Videoclips getestet, die sie auf Videoplattformen wie YouTube fanden und haben so einen ganzen Zoo an 3D-Tiermodelle angelegt.

Real gefilmte Tiere werden zu animierbaren 3D-Figuren. Die Saarbrücker Forscher haben ihre Software inzwischen an verschiedenen Tier-Videoclips getestet, die sie auf Videoplattformen wie YouTube fanden und haben so einen ganzen Zoo an 3D-Tiermodelle angelegt.

Foto: Max-Planck-Institut für Informatik

Sodann beginnt auf Knopfdruck der Zauber und die Software erstellt automatisch das dreidimensionale, digitale Gittermodell des Tieres. Dazu isoliert sie das zweidimensionale Abbild des Tieres von Vorder- und Hintergrund und ersetzt die eingezeichneten Gliedmaßen solange durch in Höhe und Durchmesser variable Zylinder, bis diese für jedes Einzelbild passen. 

Fell als Textur

„Das Vorgehen ähnelt dem Unterfangen aus einem länglichen Luftballon ein Tier zu formen, ist jedoch viel genauer, was die einzelnen Segmente angeht“, verdeutlicht Reinert anschaulich. Abschließend kopiert die Software das Fell des Tieres aus dem Realbild und legt diese Kopie als Textur über das 3D-Gittermodell. Wer will, kann die so erzeugten dreidimensionalen Tiere an den 3D-Drucker senden und eine Skulptur drucken. Oder klonen, um Gepard, Giraffe und Elefant im Rudel durch eine virtuelle Landschaft ziehen zu lassen.

Wie das US-Filmstudio Lanka mit deutscher Software Oscar-reife Film dreht, können Sie hier nachlesen. 

                

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