CeBIT 2010: 3D-Technik der Zukunft
Ohne Anfassen: Berührungslose Gestensteuerung im dreidimensionalen Raum
3D-Inhalte erfordern eine ganz neue Form der Bedienung. Das Fraunhofer-Institut zeigt auf der CeBIT mit Free2C_digital und dem iPoint Controller zwei Techniken, mit denen die Nutzer auch noch in 2D arbeiten können.
Die berührungslose Gestensteuerung mit iPoint Control demonstrieren die Wissenschaftler auf der CeBIT in einer Küchenzeile. Selbst mit teigverklebten Händen lässt sich im digitalen Kochbuch blättern, ein anderer Song auf dem Mediaserver auswählen, die Temperatur im Ofen regulieren oder das Licht einschalten, ohne eines der Geräte zu verschmutzen. Andere Einsatzmöglichkeiten für die Technik sind Operationssäle, in denen die Ärtze nur sterile Gegenstände berühren dürfen oder Ticketschalter mit Touchscreens, die nicht nur schnell verschmiert sind, sondern auch immer die Frage aufwerfen, wann sich vorherige Benutzer zuletzt die Hände gewaschen haben.
Die Erkennungseinheit des iPoint-Control-Systems ist ungefähr so groß wie eine Computertastatur. In ihr befinden sich zwei Infrarot-LED-Kameras, die von oben oder unten zehn Finger und ihre Bewegungen im dreidimensionalen Raum erkennen. Einzelne Gesten können mit unterschiedlichen Funktionen belegt werden.
Hinter Free2C_digital verbirgt sich ein autostereoskopischer Monitor mit Sensoren zur Registrierung von Kopf- und Handbewegungen zur Berechnung einer 3D-Ansicht sowie zur Gestensteuerung. Über eine gewöhnliche Webcam erfasst das System Bewegungen der Augen des Betrachters und passt das angezeigte Objekt an diese an, sodass der Eindruck entsteht, dass man um es herum schaut.
Das Internet nicht vergessen: 3D-Plugin für Webbrowser
Stadtrundgänge, Auto-Konfiguratoren oder ganze virtuelle Welten: Die Informatiker des Forschungsbereichs Agenten und simulierte Realität des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) an der Universität Saabrücken wollen mit ihrer XML3D-Technologie Webseiten und Browser um echte 3D-Fähigkeiten erweitern. Mit der HTML-Erweiterung soll es für Web-Entwickler und Designer ein leichtes sein komplexe, dreidimensionale Grafiken direkt in Internetseiten einzubetten.
Demonstration eines mit XML3D in Wikipedia eingebundenen Stadtrundgangs.
Bei Bedarf lädt XML3D Szenenteile per AJAX nach, das Design lässt sich mit Hilfe von CSS anpassen. Die Technik beherrscht Echtzeit-Ray-Tracing, also die Berechnung der physikalisch korrekten Darstellung von Spiegelungen und Schatten. An diesen Punkt lässt sich erahnen, dass XML3D eine gewisse Rechenleistung voraussetzt und nicht auf jedem Computer im vollen Umfang nutzbar sein wird. Am Messestand in Halle 9 äußern die Wissenschaftler die Hoffnung, dass Microsoft, Mozilla und Co. XML3D ab dem Winter 2010 mit ihren Browsern unterstützen.
Noch nicht für den Heimgebrauch: 3D-Scanner und 3D-Drucker
Die Unternehmen Scanbull und ZCorporation stellen auf der CeBIT ihre 3D-Scanner und 3D-Drucker aus. Zielgruppe sind hauptsächlich Unternehmen und Gewerbetreibende. Scanbull bietet eine blau verkleidete Fotostudio-Box mit Drehteller an. Das sich drehende Objekt fotografiert eine Digitalkamera, die Bilder setzt eine spezielle Software zu einer 3D-Ansicht im Flash-Format zusammen. Derzeit nutzen vor allem Online-Shops und Unternehmen die Technik zur Produktpräsentation.
Die ZCorporation stellt 3D-Drucker und 3D-Scanner für die Hand her. Die rund ein Kilogramm schweren und kabellosen Scanner erfassen mit ihren zwei, beziehungsweise drei Kameras Objekte aller Art an fast jedem Ort. Die gespeicherten Daten übertragen sie per Firewire-Schnittstelle am Computer, die das 3D-Modell berechnen und anzeigen. Diese, aber auch jedes andere 3D-Modell fertigen die 3D-Drucker des Unternehmens an.
Ein Blick in den Druckvorgang.
Das fertig gedruckte Modell.
Die 25.000 bis 62.000 Euro teuren Drucker fertigen aus einem Verbundstoff realistische Modelle. Jede Druckschicht ist dabei rund 0,1 Millimeter groß. Ein Zentimeter besteht also aus etwa 1.000 Schichten. Die fertigen 3D-Ausdrucke sind stabil und robust. Bisher kommen sie als Design-Prototypen, als Formen im Metallguss, als räumlicher Entwurf eines Architekten, an Hochschulen sowie in der Medizin zum Einsatz. Denkbar ist auch die Herstellung von Kunstobjekten oder Spielzeug. Bis ähnliche Geräte zu Hause dreidimensionale Familienfotos anfertigen, ist noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig.