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Dresdner TU-Informatiker bauen mit hochdetaillierten 3D-Scans Kunstgalerien im Netz auf

Prof. Stefan Gumhold von der TU Dresden inspeziert einen Porzellan-Hahn vor der 3D-Digitalisierung. Foto: Heiko Weckbrodt

Prof. Stefan Gumhold von der TU Dresden inspeziert einen Porzellan-Hahn vor der 3D-Digitalisierung. Foto: Heiko Weckbrodt

Das Porzellan steht im Internet, der Roboter räumt auf

Dresden, 10. September 2014: Dank schneller Internetverbindungen und moderner 3D-Scan-Technologien können sich Touristen und Forscher in naher Zukunft bereits vor ihrer Reise in virtuellen Kunst-Galerien ein erstes Bild von prunkvolles Ausstellungen in Dresdner Museen machen, Musiker schon vor ihrem Gastspiel in der Semperoper wie in einem Videospiel ihre Aufführungen planen. An solchen Szenarien arbeiten jedenfalls bereits mehrere Teams in der Informatikfakultät der TU Dresden.

Video: Blick ins Labor (hw):

7000 Porzellan-Objekte der Staatlichen Kunstsammlungen warten auf Scans

„Die Staatlichen Kunstsammlungen haben über 7000 Porzellanobjekte – Vasen, Teller, Tassen, Skulpturen und vieles mehr“, sagte Professor Stefan Gumhold vom Lehrstuhl für Computergraphik und Visualisierung. Wenn man die mit den neuen Scantechniken der TU als 3D-Objekte erfassen und wie eine virtuelle Ausstellung ins Internet stellen würde, könne dies sicher für viele Touristen ein Anreiz sein, doch nach Dresden zu kommen, um sich die Originale anzusehen. „Vorstellbar wäre auch, diese virtuellen Sammlungen mit 3D-Druckern zu koppeln, um aus der Ferne exakte Repliken zu erstellen“, meint der Professor.

Früher „Second Life“-Auftritt war Flop

Zwar hatten die Staatlichen Kunstsammlungen Dresden (SKD) bereits in der Vergangenheit Anläufe unternehmen, insbesondere ein jüngeres Publikum durch virtuelle Ausstellungen im Netz zu „echten“ Besuchen zu animieren. Als zum Beispiel die Internetwelt „Second Life“ noch als jung und trendy galt, hatte die SKD-Galerie „Alte Meister“ dort eine virtuelle Dependance eröffnet. Doch was da zwischen 2007 und 2011 an Kunst herumstand, war eher klobig anzusehen, zudem gilt „Second Life“ längst als „out“ bis ausgestorben.

An hochdetaillierten 3D-Scans von Kunstwerken (hier eine "Lucy") scheitern kommerzielle Digitalisierungssysteme meist. Abb.: Uni Stanford

An hochdetaillierten 3D-Scans von Kunstwerken (hier eine „Lucy“) scheitern kommerzielle Digitalisierungssysteme meist. Abb.: Uni Stanford

Spezialapparatur für präzise 3D-Scans erdacht

Was Gumhold und seine Kollegen vorhaben, zielt nun auf eine ganz andere Qualitätsklasse: hochauflösende 3D-Scans der Kunstobjekte nämlich, an deren virtuellen Kopien man wirklich jedes Detail erkennen soll. Weil kommerzielle 3D-Scantechnik dafür zu grob ist, haben sie dafür eigene flexible Kombinationssysteme aus Spiegelreflex-Kameras, Projektoren, Eichmustern und spezieller Software entwickelt. Erste hochdetaillierte Computerkopien von Porzellan-Kunstobjekten haben sie damit bereits erstellt. Nun suchen die Partner SKD und TU nach Geldquellen, um einen Massen-Scan zu finanzieren.

Prototyp für virtuelle Galerie entworfen

Zudem haben Gumholds Studenten schon Prototypen internetgestützter Kunstgalerien entwickelt. In einem virtuellen Abbild des Lipsiusbaus haben die Nachwuchsinformatiker auch moderne Navigationskonzepte, die vor allem junge Besucher ansprechen sollen, erprobt – beispielsweise mit Computertelefonen oder durch freie Fingergesten im Raum.

Gastkünstler können Semperoper-Auftritt wie im Egoshooter planen

Ein anderes Lehrstuhl-Projekt entstand zusammen mit der Semperoper. Die nämlich schickt bisher Gast-Ensembles vor der Tournee Papierhandbücher vom Bühnenaufbau zu, die freilich einiges räumliches Einfühlungsvermögen erfordern. Der Informatikstudent Andreas Peetz entwickelt nun auf dieser Basis ein interaktives Handbuch, das mit 3D-Grafiktechniken („Engines“) arbeitet, wie sie so ähnlich auch in Videospielen verwendet werden. In dieser virtuellen Semperoper können die Tournee-Planer dann von zu Hause aus umherwandeln, die 16 Hebebühnensegmente in Bewegung setzen und auch Gefahrenquellen für die Künstler bei bestimmten geplanten Abläufen beizeiten erkennen.

Drohnen überwachen Brücken

Ihre neuartigen 3D-Erkennungs- und Visualisierungstechniken wollen die Dresdner Forscher aber auch in sehr dynamischen und komplexen Alltagsszenarien einsetzen: So statten sie beispielsweise Mini-Flugroboter mit Systemen aus, damit die Brückenschäden erkennen können. Statt Menschen bei fälligen Inspektionen auf waghalsige Klettertouren zu schicken, sollen fortan diese unbemannten Mini-Drohnen die Brücken umfliegen und Probleme melden.

Wie erkennt ein Haushaltsroboter, ob ein Zimmer aufgeräumt werden muss (Video: TUD):

Roboter sollen Raum dreidimensional „verstehen“

Auch versuchen die Informatiker, Haushaltsrobotern beizubringen, sich selbst in chaotischen Wohnungen richtig zu orientieren. Die Kunst dabei ist, den künstlichen Helfern beizubiegen, umherlaufenden Menschen nicht ins Gehege zu kommen oder zu erkennen, wenn etwas nicht auf dem rechten Platz liegt. „Das wäre sicher eine feine Sache, wenn man es in Zukunft Robotern überlassen könnte, zum Beispiel ein unordentliches Kinderzimmer aufzuräumen“, meint Gumhold. Autor: Heiko Weckbrodt

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