Workflow zur Optimierung von 3D-Modellen

Bachelorarbeit Mario Zenz

In diversen modernen 3D Anwendungen werden immer detaillierte Modelle mit auch immer höheren Mengen an Polygonen verwendet. In Szenen mit hunderten oder auch schon mit nur wenigen Modellen kommen dann extrem hohe Polygonmengen zusammen.
Dadurch dass in verschiedenen 3D Anwendungen auch unterschiedliche Dateisysteme verwendet werden, kann es bei dem Datentransfer zwischen diesen zu Fehlern in den Modellen kommen.

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Entwicklung und Vergleich unterschiedlicher Führungskonzepte in einer Echtzeit Virtual Reality-Umgebung

Bachelorarbeit Igor Beierbach

Das Konzept der Virtual Reality (VR) wird durch ihre stetige Entwicklung und des wachsenden Einsatzgebietes immer populärer. Sowohl die Technik, als auch die Anwendungen, werden immer ausgereifter. VR stößt besonders bei den vielfältigen Anwendungsgebieten auf große Begeisterung. In der Spieleindustrie hat sich das Konzept der Virtual Reality bereits stark etabliert, aber auch im Bereich der Bildung findet es Anwendung [TWT 19.10.2016]. Sollen beispielsweise Ereignisse aus der Geschichte einprägender und nachvollziehbarer vermittelt werden, wird die VR verwendet. Museen vermitteln bereits geschichtliches Wissen, sie sind heutzutage sogar virtuell begehbar. Diese sogenannte virtuelle Tour basiert auf 360°-Aufnahmen, bei der der Nutzer die Möglichkeit hat, zwischen Fotos zu wählen. Da die Fotos von den Ausstellungsobjekten in dem Museum gemacht werden, kann sich der Museumsbesucher auf diese Weise nur solche Objekte anschauen, die für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurden und welche von ihrer Größe her in das Museumsgebäude passen.

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Vorteile und Vergleich der Anwendung des linearen Workflows in 3ds Max mittels VRay

Bachelorarbeit Andre Berger

In allen Bereichen der Bildbearbeitung tritt immer wieder den Ausdruck „linearer Workflow“ auf. Er führt in der Postproduktion zu besseren Bildergebnissen mit einem harmonischen Verlauf von Farben, dank einer gleichbleibenden Steigung der Helligkeit. Zu diesem Thema lässt sich im Internet eine Menge einzelner Beiträge finden.  Anwendungsbeispiele zu jedem einzelnen 3D-Programm gibt es ausreichend. Jedoch ist das Thema deutlich umfangreicher, als lediglich die programmspezifischen Einstellungen in der Anwendung vorzunehmen. Eine einfache Befolgung der Anwendungsbeispiele kann bereits zu besseren Ergebnissen führen. Betrachtet man das Thema allerdings genauer, ist es wichtig sich im Vorfeld intensiver damit auseinanderzusetzen.

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Entwicklung eines Verfahrens zur automatischen Initialisierung für Augmented Reality Anwendungen

Masterarbeit Hans Christian Arlt

Durch die große Verbreitung von ”Smartphones“ der neuen Generation von mobilen Telefonen gewinnt die Erweiterte Realität (engl.: Augmented Reality, kurz: AR), in letzter Zeit einen immer größeren Bekanntheitsgrad. Unter Augmented Reality versteht man die Überlagerung des Kamerabildes mit situationsgerechten Zusatzinformationen. Diese werden als virtuelle Daten in Form von Text, Bild, Video oder auch 3D Modellen zu Verfügung gestellt. Die heutige Technik der mobilen Telefone ist durch die eingebauten Kameras und mehreren Sensorikbauteilen gut nutzbar, um einfache Erweiterungen im Kamerabild auf dem Display umzusetzen. Jedoch kommen die heutigen mobilen Telefone mit begrenzter Prozessorleistung und Arbeitsspeicher an ihre Grenzen, wenn es darum geht, eine Vielzahl von aufwendigen und großen AR-­‐Trackingdaten mit dem aktuellen Kamerabild in Echtzeit zu vergleichen. Markerlose Tracking-­‐Systeme sind die anspruchsvolleren Verfahren. Zur Erkennung werden Bilder (2D Markerless) sowie reale Objekte (3D Markerless) benutzt.

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Erstellung und Strukturierung einer 3DStudiopipeline

Bachelorarbeit Alexander Richter

Die professionelle Erstellung von 3DAnimations(werbe)filmen und VFX erfordert Strukturierung und Automatisierung, um die unterschiedlichen Arbeiten der Künstler zu kanalisieren und zu einem Gesamtwerk zu summieren. Neben dem künstlerischen Aspekt, der sich mit der Umsetzung des ästhetischen Renderings beschäftigt, existiert der technische Aspekt, der sich mit den unterschiedlichen Zwischenschritten und einem reibungslosen Ablauf auseinandersetzt. Das Ergebnis eines Arbeitsschritts soll bei der Übergabe in den Folgeschritt der Konventionsvorgabe entsprechen und darf nicht mit abweichenden 3DObjektstrukturen, Pfaden, Namen und Texturen versehen sein, die das Weiterarbeiten erschweren oder unmöglich machen.

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Leap Motion: Qualität von Präzisionsgriffen unter Absenz taktiler Rückmeldungen

Masterarbeit Kai Krause

Im Gebiet der Mensch-Maschine-Interaktion befasst man sich schon seit längerer Zeit mit der Entwicklung sogenannter Natural User Interfaces (NUI). Hierbei handelt es sich um Eingabemethoden, die darauf abzielen die Interaktion zwischen dem Mensch und Computersystemen insgesamt natürlicher zu gestalten. Ein Teilgebiet der NUI setzt sich mit der Erfassung von Hand- und Fingerbewegungen auseinander. Die bisher entwickelten technischen Lösungen kommen überwiegend in Umfeldern wie Forschung und Entwicklung zum Einsatz. Für Privatpersonen war diese Technologie bislang eher unrentabel. Dies begründet sich einerseits durch die hohen Anschaffungskosten, andererseits durch einen Mangel an Alltagstauglichkeit. Komplizierte Aufbauten, Kalibrierungsvorgänge oder schlicht die Notwendigkeit Geräte anzulegen, erschweren die Nutzerakzeptanz solcher Systeme, außerhalb der genannten Umfelder.

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Konzeption und Implementierung eines interaktiven 3D-Informationssystems auf Kiosksystemen in öffentlichen Räumen

Bachelorarbeit Sascha Baumann

Kiosksysteme werden erst seit ein paar Jahren zur Erhöhung der Attraktivität von Museen und Messen eingesetzt. Ihre Akzeptanz nimmt seit dieser Zeit laufend zu. Ein Hauptgrund für diese Steigerung ist die Multi-Touch-Unterstützung. Als ein neues Eingabehilfsmittel wurde Multi-Touch ab Januar 2007 veröffentlicht und dem breiten Publikum zugänglich gemacht. Zu dieser Zeit war es Apple, die mit der ersten Auflage des Iphone 1 den Weg zur heutigen Smartphone-Generation bereiteten. Heute ist diese Technik nicht mehr aus der Handy- und PC-Landschaft wegzudenken. Aktuelle Betriebssystemversionen von z.B. Microsoft Windows oder Apple OS legen ihren Fokus mehr und mehr auf die Touch-Technologie. Dem Nutzer wird dadurch die Möglichkeit geboten, ein neues Eingabemedium zur Kommunikation mit dem Computer zu nutzen. Es ist wohl nur eine Frage der Zeit, bis Maus und Keyboard als Eingabegeräte entbehrlich sein werden. Schon jetzt ersetzen virtuelle Tastaturen und der menschliche Zeigefinger die alten Hardwareklassiker in einigen Bereichen.

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Entwicklung und Evaluation eines Workflows zur Linsenkorrektur im Matchmoving

Bachelorarbeit Boban Jordanoski

Oft werden im Compositing 3D-Renderings mit Real-Videoaufnahmen kombiniert. Dafür werden die Kamera-Parameter des Videomaterials durch einen Matchmoving-Prozess ermittelt. Die Kamera-Parameter wird später in dem Postproduktion auf eine virtuelle Kamera übertragen.
Um korrekte Videoergebnisse zu bekommen, muss die virtuelle Kamera eine Abbildung der realen Kamera sein. Daher müssen auch die physikalischen Eigenschaften der Linse einer Kamera, wie zum Beispiel Linsenverzerrung, übertragen werden.

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Optimierung des HDR-Panorama Erstellungsprozesses

Bachelorarbeit Anna Hopfinger

Zum Visualisieren von 3D-Modellen verwendet man häufig das sogenannte Image Based Lighting-Verfahren. Dazu benötigt man ein vollsphärisches HDR-Kugelpanorama, also ein Bild, das den gesamten Dynamikumfang einer Szene enthält. Das Panorama wird als Kugel um das 3D-Modell gelegt und ist somit Quelle der realitätsnahen Beleuchtung.
Zur Herstellung dieser Panoramen sind viele Einzelaufnahmen notwendig, die zeitlich nacheinander aufgenommen und später verrechnet werden. Genau deshalb entstehen viele Probleme, da die Aufnahmen immer noch zu langsam erfolgen und dadurch viele Fehler aufgrund von zwischenzeitlich bewegten Objekten in dem Panorama entstehen.

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Analyse und Vergleich von unterschiedlichen Panorama-Workflows

Bachelorarbeit Nicole Godt

Bildbasierte Beleuchtung ist eine 3D-Rendertechnik, bei der modellierte Objekte anstatt mit virtuellen Lichtquellen mit einem Hochkontrastfoto der realen Umgebung beleuchtet werden. Mittels dieser Technik ist es möglich, computergenerierte Objekte natürlich zu beleuchten und realistische Renderergebnisse zu erzielen. Ein wichtiger Arbeitschritt ist hierbei die Aufnahme des Fotos. Um eine Rundum-Beleuchtung zu gewährleisten, ist es nötig, eine 360°x180°-Aufnahme zu erstellen - ein so genanntes Kugelpanorama. Eine bewährte Methode für dessen Erzeugung ist die so genannte Segmenttechnik, bei der viele einzelne Bilder von dem gleichen Standpunkt aus aufgenommen und am Rechner zusammengefügt werden. Als Dateiformat ist ein herkömmliches JPEG nicht ausreichend, weil dieses mit seiner 8-Bit Farbtiefe nicht den gesamten Kontrastumfang der Szene wiedergeben kann.

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Das Labor

BPP/BA-Betreuung

Wenn Sie Interesse an der Betreuung der Praxisphase mit anschließender Bachelorarbeit im Bereich 3D, VR/AR oder einem anderen der Themen des GDV-Labors und vielleicht auch schon eine Firma dafür gefunden haben, kontaktieren Sie uns einfach. Wir stehen gerne für die hochschulseitige Betreuung zur Verfügung.

Prof. Dr. Cornelius Malerczyk
M. Sc. Hans Christian Arlt