Interaktive Computergrafik (Bild: M. Schuff/TH Köln)

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Prof. Dr. Arnulph Fuhrmann

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Prof. Dr. Stefan Michael Grünvogel

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Interaktive Computergrafik

Bei der interaktiven Computergrafik geht es uns um die Fragestellung, auf welche Weise virtuelle Welten erzeugt werden können und wie wir Menschen miteinander in der virtuellen Welt interagieren können.

Forschung

Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt in der  Darstellung von virtuellen Welten. Dabei liegt unser Interesse in denjenigen Methoden, die es erlauben 3D-Szenen in Echtzeit realistisch darzustellen. Anwendung finden diese beispielsweise in der 3D Produktvisualisierung und in Computerspielen. 

Insbesondere untersuchen wir verschiedene Möglichkeiten Kleidung realistisch zu simulieren und zu visualisieren.

Screenshot aus dem Echtzeitrenderer der TH KölnScreenshot aus dem Echtzeitrenderer der TH Köln (Bild: TH Köln)

Ein weiteres Themengebiet, mit dem wir uns beschäftigen, ist die Aufzeichnung und Wiedergabe der Bewegung von Menschen in unserem Motion Capturing Studio.

Ansicht einer Bewegung aus der Motion Capturing DatenbankAnsicht einer Bewegung in der Motion Capturing Datenbank (Bild: TH Köln)

Dabei verfolgen wir zwei Ziele. Zum einen sollen die Bewegungen aufgezeichnet und gespeichert werden, um damit eine Datenbank menschlicher Bewegungen zu erstellen. Diese Motion Capturing Datenbank kann dazu genutzt werden, Bewegungen für virtuelle Charaktere zu synthetisieren.

Zum anderen wollen wir die Bewegungen von Personen direkt nutzen, so dass man seinen eigenen Avatar in Echtzeit mit allen Körperteilen selbst steuern kann. Damit kann man nicht nur mit der virtuellen Welt auf natürliche Art interagieren, sondern auch mit anderen Personen, die sich ggf. sogar an anderen Orten befinden können (Shared Virtual Environment). Dabei untersuchen wir verschiedene Technologien (wie Head-Mounted-Displays) und entwickeln Anwendungsszenarien in denen neue Verfahren erprobt werden.

Szene in einem Shared Virtual EnvironmentFotos und Screenshots des von uns entwickelten Shared Virtual Environments (Bild: TH Köln)

Interaktive Computergrafik in der Lehre

Virtuelle Realität und EchtzeitbewegungserfassungVirtuelle Realität mit Erfassung der Körperbewegung in Echtzeit (Bild: Thilo Schmülgen / TH Köln)

Das Arbeitsgebiet interaktive Computergrafik findet sich sowohl im Bachelor als auch im Master Medientechnologie wieder. Ein grundlegendes Lernziel ist es dabei die Studierenden zu befähigen, eigenständig Anwendungen zu entwickeln mit denen interaktive Computergrafik erzeugt werden kann.

Im Bachelor Medientechnologie  lernen die Studierenden dazu im Vertiefungspaket Interaktive Systeme zunächst im Fach Computergrafik die grundlegenden Algorithmen kennen, mit denen für eine gegebene 3D Szene in Echtzeit Bilder erzeugt werden können. Im Fach Computeranimation erfahren die Studierenden, wie Objekte in  virtuellen Welten animiert werden können. Dies reicht von der Bewegung einzelner Objekte bis zur Animation virtueller Charaktere.  Im Fach Interaktive Systeme erproben die Studierenden Ihre Kenntnisse dann in einem gemeinsamen Projekt.

Bewegungsaufzeichnung  im Motion Capturing StudioProjekt im Motion Capturing Studio (Bild: Steve Katticaren)

Im Master Medientechnologie steht die virtuelle und erweiterte Realität im Mittelpunkt. Dabei lernen die Studierenden die Technologien zur immersiven Bilderzeugung als auch zur Interaktion in der virtuellen Realität kennen.

 
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