Einsatz von Drohnen zur Vereinfachung der Filmanimation

Die Herstellung realistischer Animationsfilmfiguren ist ein hochkomplexes technisches Unterfangen. ETH-Forschende haben nun gezeigt, wie man mit Drohnen den Aufwand deutlich reduzieren kann.

Drohnen werden die Filmindustrie in hohem Maße verändern. Tobias Nägeli ist sich da zum Beispiel sicher. Der Informatiker, der kürzlich seine Doktorarbeit bei Otmar Hilliges, einem Professor für Informatik und Leiter des Advanced Interactive Technologies Lab, abgeschlossen hat, konnte vor etwa einem Jahr zeigen, dass spektakuläre, hochtechnische Filmszenen mit diesen Mini-Flugzeugen viel einfacher gedreht werden können. In einem weiteren Projekt, das er Anfang Dezember auf einer Konferenz in Tokio vorstellte, zeigte er, dass Drohnen auch für den Animationsfilm ein großes Potenzial haben.

Drohnen als Ersatz für Dutzende von Kameras

„Es ist eine sehr zeitaufwändige Aufgabe, Figuren in einem Animationsfilm realistisch aussehen zu lassen“, erklärt Nägeli. „Damit die Figuren natürlich wirken, ist der erste Schritt, einen Schauspieler zu filmen, der die Bewegungen ausführt. Der zweite Schritt ist dann, die animierte Figur darauf aufzubauen.“ Um die Bewegungen des Darstellers für die 3D-Animation zu rekonstruieren, müssen sie zunächst mit mindestens zwei Kameras gleichzeitig aufgenommen werden. Gerade Bewegungsabläufe, die viel Platz einnehmen, verursachen einen enormen technischen Aufwand, so dass zwei gut positionierte Kameras die gesamte Szene abdecken können. Dies erfordert entweder die Installation zahlreicher Kameras an verschiedenen Orten, von denen nur wenige gleichzeitig verwendet werden können, oder andere knifflige Installationen.

Diese komplizierte Technik könnte bald überflüssig werden. Nägeli und seine Kollegen von der ETH Zürich und der Technischen Universität Delft haben ein System entwickelt, das in seiner einfachsten Konfiguration aus zwei handelsüblichen Drohnen und einem Laptop besteht. Die Drohnen folgen den Bewegungen des Schauspielers und passen ihre Position automatisch an, so dass das Ziel immer aus zwei Winkeln aufgenommen werden kann. Dies reduziert den Kameraaufwand, da sich die Kameras nur dort befinden müssen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Beeindruckend ist, dass das System die Bewegungen des Akteurs in Echtzeit antizipiert und dann berechnet, wo die Drohnen fliegen müssen, um den Akteur im Bild zu halten.

Um die Menge der erzeugten Daten zu minimieren, werden Infrarot-Diodenmarker an den Gelenken des Akteurs befestigt. Die Drohnen, die mit einem echten Lichtfilter ausgestattet sind, nehmen nur das Licht der Marker auf und vereinfachen so die Datenverarbeitung erheblich. Das System sieht nur wenige Punkte, von denen es dann die Position des Körpers und die Richtungsbewegung bestimmt.

„Was unser System so einzigartig macht, ist, dass es auch plötzliche und schnelle Bewegungen zuverlässig erfassen kann“, erklärt Nägeli. „Natürlich ist ein solches Demo-System noch nicht gut genug, um die Anforderungen der Filmindustrie zu erfüllen. Aber es bietet einen vielversprechenden Ansatz.“ Wie der junge Forscher erklärt, könnte das System auch mit zusätzlichen Drohnen erweitert werden, um die Bewegung noch detaillierter zu erfassen. Denkbar ist auch, dass der bisherige Ansatz mit Lichtmarkern durch eine automatische Bildanalyse ersetzt werden könnte, was die technische Komplexität der Filmproduktion weiter reduziert.

Sportbewegungsanalyse durch Drohne?

Das Team führte verschiedene Tests durch, um zu zeigen, wie das System verwendet werden kann, um menschliche Bewegungen über größere Entfernungen zu verfolgen – was den Ansatz für die Analyse von Sportbewegungen interessant macht. „Bisher war es nicht möglich, eine umfassende Bewegungsanalyse an Laufschienen durchzuführen, zum Beispiel weil sie viel zu kompliziert ist“, erklärt Nägeli. „Mit unserem System ist es jetzt sehr einfach zu untersuchen, wie sich die Kinetik eines Läufers über einen längeren Zeitraum verändert.“

Im Moment ist dies noch eine Vision. Nun geht es darum, das System für die Praxis weiterzuentwickeln. Zusammen mit zwei Kollegen will Nägeli diese Aufgabe beim neuen Start-up-Unternehmen Tinamu Labs angehen. Und wer weiß – vielleicht landet er mit seinen Drohnen bald in Hollywood.

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