Reinhard Klein

Das EU-Projekt 3D-COFORM (3D-COllection-FORMation) beschäftigt sich unter anderem mit der Entwicklung neuer Techniken für das Digitalisieren von Objekten aus dem Bereich Kulturerbe. Das Ziel ist, solche Objekte deutlich effizienter und mit höherer Qualität zu digitalisieren als dies mit bisherigen Techniken möglich war. Nur so werden Museen in Zukunft in die Lage versetzt, ihre Sammlungen tatsächlich zu digitalisieren und damit letztendlich vor dem Verfall bzw. dem Verschwinden in den Archiven zu retten.

In diesem Projekt geht es um die Analyse, Synthese und Resynthese optischer Materialeigenschaften von Stoffen. Domänenspezifische Parameter wie Webmuster oder Reflektionseigenschaften von Garnen werden aus Bildern geschätzt. Daraus erhalten wir ein Stoffmodell dessen optisches Erscheinungsbild sowohl realistisch resynthetisiert als auch intuitiv verändert werden kann. Wir entwickeln neue Techniken im Bereich des physikalisch basierten Renderings und in der bildbasierten Analyse von Stoffen.

Die bildbasierte Erfassung der optischen Erscheinung von komplexen Materialien ist eines der zentralen Forschungsgebiete unserer Arbeitsgruppe. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung neuer Techniken zur hochqualitativen und effizienten Erfassung von hoch-dimensionalen Materialrepräsentationen wie bspw. der Bidirektionalen Textur Funktion (BTF). Über die BTF Datenbank Bonn sind einige Beispieldatensätze des Projekts öffentlich zugänglich.

Lacke und ganz besonders Metallic oder Perleffektlacke stellen immer noch eine Herausforderung für die Computergrafik dar. Das liegt an ihrer großen Dymanik, den hochfrequenten Änderungen der Reflectance sowohl in den räumlichen als auch in den Winkeldimensionen sowie ihren winkelabhängigen Farbänderungen. Besonders diese Farbänderungen werden von Standard-BRDF-Modellen der Computergrafik nicht erfasst. In diesem Projekt entwickeln wir Methoden zur Kompression, Rendering und Editing aller Arten von Lack.

In diesem Projekt arbeiten wir an der Entwicklung eines statistischen Modells für den Raum der durch eine Datenbank an gemessenen BTFs aufgespannt wird. Auf diese Weise soll eine Repräsentation für Materialien entwickeln werden, die viel allgemeingültiger ist als die heute verfügbaren. Das Ziel ist es, eine Reparametrisierung des hochdimensionalen Raumes der Materialien zu finden, die eine perzeptuell sinnvolle Interpolation zwischen den gemessenen Material ermöglicht, also neue Materialien zu finden, die die Eigenschaften mehrere Samples aus der Datenbank mischen.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Verfahren zur blickpunktabhängigen Echtzeitvisualisierung von Stadtmodellen, die in der Nähe des Betrachters eine Auflösung im cm-Bereich unterstützt. Die verwendeten LOD-Hierarchien sollen zum einen die photorealisitische Visualisierung ermöglichen, aber auch gezielte Akzentuierung und Abstraktion semantischer Information erlauben.

Innerhalb des Graduiertenkollegs 437 "Das Relief - eine strukturierte und veränderliche Grenzfläche" arbeiten Doktoranden verschiedener wissenschaftlicher Forschungsfelder zusammen, um zu einem besseren Verständnis der Rolle des Reliefs in Geosystemen beitragen zu können.

Das Ziel dieses Projektes ist es, die räumliche Lage (Handposition, -orientierung und Gelenkwinkel) einer menschlichen, bloßen Hand mittels Techniken des maschinellen Sehens in Echtzeit zu erfassen, um eine sehr natürliche und effiziente Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu ermöglichen.

3D acquisition devices usually produce unstructured point-clouds as primary output. A challenge in this context is the decomposition of the point-cloud data into known parts in order to introduce abstractions of the originally unorganized data. This information can be used for compression, recognition and reconstruction.

Ziel des PROBADO-Projekts ist der Aufbau eines Bibliotheksdienstdienstes für nicht-textuelle Dokumente. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf 3D-Modellen aus dem Bereich der Architektur. Zur Realisation dieses Ziels besteht die Hauptaufgabe in der Entwicklung geeigneter inhaltsbasierter Such- und Klassifikationsmethoden für solche 3D-Modelle.

In diesem Projekt soll die prozedurale Modellierung durch die Verbesserung vorhandener Methoden und um neue Modelliermethoden bereichert werden. Dabei werden sowohl modellspezifische Ansätze als auch generische Ansätze untersucht.

Dieses Projekt beschäftigt sich mit einer interaktiven, visuellen Herangehensweise an das Gebiet der Shape Analysis. Als exemplarischer Anwendungsfall dient hier die morphologische Untersuchung von Schädeln europäischer Mäuse und Ratten anhand von hochauflösenden 3D Scans.

Eine korrekte Darstellung von Materialien unter beliebiger Beleuchtung erfordert einen komplett spektral berechneten Lichtaustausch in der virtuellen Szene, was in modernen Renderingsystemen auch schon implementiert ist. Für spezielle Materialienklasse werden die dazu benötigten spektralen Reflexionsdaten sehr grob, also mit wenigen Richtungen, mithilfe von Gonioreflektometern abgetastet. Dies ist unter gewissen Annahmen für das Anpassen von Reflexionsmodellen auch ausreichend, für nicht isotrope Materialien oder Materialien mit starkem winkel- oder flächenveränderlichen Reflexionsverhalten reichen solche Messungen jedoch nicht. Für diese gibt es derzeit keine geeigneten Möglichkeiten zum Erfassen der Daten, da ähnliche Meßsysteme, wie die mit RGB basierten Photokameras, für spektral aufgelöste Messungen sowohl aus Zeit- als auch aus Kostengründen nicht praktikabel sind. In diesem Projekt ist daher geplant, durch eine Kombination von spektralen mit den auf RGB CCD-Chips basierenden Messmethoden ein effizientes und praktikables Messverfahren für spektral aufgelöste Reflexionsdaten zu entwickeln. Darüber hinaus sollen Verfahren zur Analyse, Kompression und dem effizienten Rendering der RGB-spektral-kombinierten Daten erforscht werden.

In the COHERENT project, six leading European organisations provide complementary competencies to create a new networked holographic audio-visual platform to support real-time collaborative 3D interaction between geographically distributed teams.

EPOCH ist ein Netzwerk von über hundert europäischen Institutionen aus dem Bereich Kulturerbe die ihre Kräfte bündeln um die Qualität und Effektivität der Verwendung von Informationstechnologie beim Erhalt von Kulturerbe zu verbessern. Bestandteil des Netzwerks sind Universitäten, Forschungszentren, Museen und kommerzielle Unternehmen, welche sich zum gemeinsamen Ziel gesetzt haben, die Fragmentierung der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet zu überwinden.

Im Rahmen des Last-Mile Forschungsprojekts forschen wir an einer interaktiven Visualisierung potentieller Tsunami-Gefährdung über Netzwerke.

Das MERCW-Projekts befasst sich mit den in der Ostsee befindlichen Deponien chemischer Waffen aus dem zweiten Weltkrieg und der Einschätzung der daraus resultierenden potentiellen Gefährdung der Meeresumwelt und der Bevölkerung. Im Rahmen dieses Projekts forschen wir an Visualisierungstechniken zur geeigneten interaktiven Erkundung der verschiedenartigen projektrelevanten Daten.

Im Rahmen von OpenSG Plus wollen die wichtigsten deutschen Forschungsinstitutionen im Bereich der 3D-Computer-Graphik ihre Kompetenz bündeln, um OpenSG durch konkrete F&E-Arbeiten zu unterstützten und um innovative und zukunftsweisende Funktionalitäten zu erweitern.

Das Ziel des Real-Reflect Projekts ist, Anwendungen der virtuellen Realität (VR) durch die Entwicklung und Integration physikalisch korrekte Visualisierungsmethoden in ein bestehendes VR System noch realistischer wirken zu lassen. Dabei sollten Phänomene wie Metamerie, Fluoreszens und Licht-Polarisation berücksichtigt werden. Die verbesserten Visualisierungsmethoden werden Benutzern aus verschiedenen Bereichen wie Automobilindustrie oder Architektur die Erstellung von VR Simulationen von Innenräumen ermöglichen. Dadurch wird die Notwendigkeit des Baus kostenintensiver, realer Prototypen vermieden werden, was zum einen die Entwicklungskosten der Endprodukte senken und den Entwicklungszeitraum (Time to Market) verkürzen wird.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Algorithmen zum inhaltsbasierten Vergleich von 3D Objekten. Dabei soll die menschliche Vorstellung von Ähnlichkeit zwischen solchen Objekten als Vorbild dienen. In einem weiteren Schritt sollen die erzielten Resultate zur Ähnlichkeitssuche in digitalen 3D Bibliotheken eingesetzt werden.

Durch satellitengestützte und luftgetragene Sensoren werden enorme Datenmengen erhoben, welche die Basis für die fotorealistische Darstellung ausgedehnter Landschaften, sogar für nahe Ansichten bilden. Ziel dieses Projekts ist es die virtuelle Erkundung solcher nahezu beliebig großen Daten in Echtzeit zu ermöglichen ohne Einbußen in der Darstellungsqualität hinzunehmen.

Ziel des Verbundvorhabens ist die Schaffung der technologischen Grundlagen für eine synergetische Verbindung des innovativen Service kundenindividueller Bekleidung (Maßkonfektion) mit dem Potential des Electronic Commerce unter Einsatz von VR-Methoden.