Neue Grafikkarten-Technologie 06.01.2014, 09:00 Uhr

Multiprojektionen sollen Ingenieuren die Arbeit zukünftig vereinfachen

Komplexe Projektionen auf gekrümmten Flächen könnten dank einfacherem Handling zukünftig immer mehr Anwendungen in der Industrie finden. Möglich macht das eine neue von Fraunhofer-Forschern entwickelte Grafikkarte. Sie übernimmt die automatische Kalibrierung mehrerer Projektoren in Echtzeit.

Kuppelkinos vermitteln die Illusion, man sei mittendrin im Geschehen. Bislang musste man die zahlreichen Projektionen aufwändig per Hand einstellen. Eine neue Grafikkartensoftware übernimmt die Kalibrierung in Echtzeit.

Kuppelkinos vermitteln die Illusion, man sei mittendrin im Geschehen. Bislang musste man die zahlreichen Projektionen aufwändig per Hand einstellen. Eine neue Grafikkartensoftware übernimmt die Kalibrierung in Echtzeit.

Foto: Fraunhofer Fokus

Der Autoingenieur nimmt in seinem jüngsten Modell Platz. Er schaut durch die Windschutzscheibe, begutachtet das Armaturenbrett, sieht, dass das Lenkrad keine der wichtigsten Anzeigen verdeckt, und auch der ausgefahrene Monitor des Navigationsgeräts lässt den Blick auf die Straße frei. Das Merkwürdige nur: Das Auto existiert erst als Entwurf im Computer. Diverse Projektoren zaubern das dreidimensionale Bild des Innenraums auf eine halbkugelförmige Fläche. Der Ingenieur hat den Eindruck, als sitze er tatsächlich im Cockpit.

Was bisher nur in Planetarien und Kuppelkinos möglich war, die oft einen zweistelligen Millionenbetrag verschlingen, soll künftig auch in Industrie und Unterhaltung nutzbar sein. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für offene Kommunikationssysteme (Fokus) in Berlin haben gemeinsam mit dem Grafikkartenhersteller Nvidia die Software, die für diese Art der Darstellung nötig ist, in eine PC-Grafikkarte integriert. Desktop Warping heißt die Technik, mit der es möglich ist, auf gekrümmten Flächen dreidimensionale Abbildungen zu erzeugen, die die Illusion vermitteln, man stecke mittendrin.

Grafikkarten-Software macht manuelles Kalibrieren überflüssig

Um ein solches Bild zu erzeugen, müssen die Projektoren exakt aufeinander abgestimmt sein. Dazu sind bisher viel Gefühl und ein scharfes Auge nötig. Schon Ungenauigkeiten von Sekundenbruchteilen zerstören die Illusion des räumlichen Bildes. „Das ist wie bei einem Puzzle. Jedes Teilchen muss exakt in das andere passen, damit daraus das gewünschte Bild wird“, sagt Manuel Schiewe, der das Fokus-Projekt leitet.

Schiewe und sein Team entwickelten eine Software für die Grafikkarte, die Bildinhalte automatisch an die Oberfläche anpasst, auf die sie projiziert werden. Kameras nehmen dazu von den Projektoren erzeugte Testbilder auf. Bildverarbeitungsalgorithmen ermitteln daraus die jeweils benötigte Helligkeit der Teilbilder sowie ihren Verzerrungsgrad. Der wiederum sorgt dafür, dass das Gesamtbild auf dem gewölbten Untergrund unverzerrt erscheint.

Das System lässt sich beispielsweise einsetzen, um unzugängliche Sehenswürdigkeiten, etwa Höhlen mit Felsmalereien oder historische Räume, virtuell begehbar zu machen. Oder, um über den New Yorker Times Square zu bummeln, ohne auch nur in die Nähe eines Flughafens gekommen zu sein.

In der Industrie kann die Technik die Fernwartung von Bohr- und Produktionsplattformen verbessern. Wenn der Prüfer sämtliche Aggregate so vor sich sieht, als sei er selbst an Bord, kann er besser entscheiden, ob Korrekturen im Betriebsablauf nötig sind, um einer drohenden Gefahr zu begegnen.

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