Lernfähiges System animert Bäume lebensnah

Li (sitzend) und Hall mit der Baum-Animationssoftware. Bild: University of Bath

Ein neuer Ansatz verspricht für Games und Filme naturnah animierte Bäume statt statischen Hintergrundgrafiken. Die Informatiker Peter Hall und Chuan Li an der University of Bath haben eine Software entwickelt, die mithilfe von Videoaufnahmen echter Pflanzen lernt, realitätsgetreue Animationen zu erstellen.

Im Computer entstehen dann natürlich wirkende Wälder, deren Bäume sich auch im Wind bewegen. Die einfache Methode ist dabei nicht nur für Hollywood-Blockbuster mit großem Budget geeignet.

Der Ansatz klingt zunächst ähnlich dem Motion Capture-Verfahren zur Animation humanoider Wesen, wie es etwa im 3D-Film Avatar zum Einsatz kam. "Bäume bilden ein komplexeres Problem. Äste sehen sich sehr ähnlich und verdecken einander, wenn sie sich bewegen", betont Hall auf Nachfrage von pressetext. Das Gewirr einer Baumkrone nachzuempfinden ist dadurch schwer.

Computer lernt aus Video

Motion Capture nutzt meist Marker am Körper, was bei Bäumen sehr schwierig wäre. Kommen keine Marker zum Einsatz, wird unter anderem auf das Wissen gesetzt, dass die Skelettstruktur des menschlichen Körpers immer gleich ist. "Äste dagegen variieren selbst bei einer Art Baum sehr stark. Das eigentliche 'Skelett' eines Baums ist aufgrund des Laubs meist gar nicht erkennbar", meint Hall. Dennoch ist es den Informatikern gelungen, eine Software zu entwickeln, die mittels Videoaufnahmen von Bäumen lernt, realistische Animationsmodelle zu schaffen.

"Unsere Software schließt aufgrund der Bewegung belaubter Äste auf das hölzerne Skelett", erklärt Hall. Dabei lernt das System mit einem einzelnen Video, virtuelle Bäume so 'wachsen' zu lassen, dass diese sich auch leicht voneinander unterscheiden. "Animatoren müssen nicht mehr zeichnen oder komplexe Interaktionen nutzen, um neue Bäume zu schaffen", betont der Informatiker. Dank statistischer Methoden vermeidet das System bei der dreidimensionalen Rekonstruktion von Bäumen unnatürliche Formen.

Um wirklich unterschiedliche Arten von Bäumen - etwa Eichen und Birken - zu erstellen, braucht die Software eine Videovorlage für jede Gattung. Dann kann sie einen gemischten virtuellen Wald schaffen. "All unsere Bäume bewegen sich dabei im Wind, wie in der ursprünglichen Aufnahme", sagt Hall. Die Software generiere dabei gleich die bewegten 3D-Modelle, während Animatoren bislang erst nachträglich für Bewegung bei zunächst statischen Baummodellen sorgen.

 

Einfach und schnell

Die Software ist Hall zufolge sehr leicht zu bedienen. "Der Nutzer muss nur in einem Frame dem Umriss des Baums zeichnen. Dann bedarf es nur eines Klicks, um einen neuen Baum zu erstellen", so der Informatiker. Dabei ist es möglich, verschiedene Windstärken oder Jahreszeiten zu simulieren. "Unser System wird es schneller und leichter machen, animierte Hintergründe zu erzeugen", meint Li.

Das für "Wallace und Grommit" bekannte Animationsstudio Aardman hat bereits Interesse an der Technologie bekundet, die laut Hall auch für Architekten und Games-Produzenten interessant sein dürfte. "Man könnte sogar ein Handy nutzen, um einen persönlichen animierten Baum zu schaffen, der zum Klingelton tanzt", so der Informatiker. Li wiederum betont, dass die Technik in weiterer Folge auch für andere Animationen, etwa von Wolken, Wasser, Feuer oder Rauch, genutzt werden soll. 

Quelle: pressetext.austria (Thomas Pichler)