Einführung in das CaRo-Projekt: Geometrie- und Texturerfassung von 3D-Objekten mit robotergeführter Videokamera

Mit dem CaRo-Projekt (CaRo = Camera Roboter) wird an der Universität Karlsruhe ein neuartiger Ansatz verfolgt, um das Problem der Erfassung von Form- und Oberflächendaten für 3D-Objekte zu lösen. Bei CaRo führt ein Roboterarm eine Kamera und richtet sie gemäß der jeweiligen Erfassungsstrategie aus verschiedenen Richtungen auf das zu digitalisie- rende Objekt, z. B. ein Werkstück des Maschinenbaus. Mit Bildanalyse- verfahren können nun die Koordinaten von Oberflächenpunkten des Werkstücks bestimmt werden. Diese Vorgehensweise hat mehrere Vorteile. Die Kameraführung erfolgt adaptiv und wird von der Analysesoftware vorgegeben. Zwischen Globalsichten und Detailvergrößerungen kann ständig gewechselt werden. Die Oberfläche des Werkstücks kann in hochauflösenden Farbbildern repräsentiert werden, so daß Textur und Farbe zusammen mit den Geometriedaten geliefert werden können. Die Flexibilität des Ansatzes wird dadurch deutlich, daß sich mit ihm z.B. unterschiedlichste Anforderungen erfüllen lassen. So besteht die Möglichkeit, auch Bücher mit nicht planliegenden Seiten vollautomatisch zu digitalisieren, wobei nicht die 3D-Geometrie, sondern die Textrepräsentation im Vordergrund steht. Weiterhin können mit dem CaRo-Ansatz dreidimensionale Daten erzeugt werden, wie sie z. B. beim Reverse Engineering und in der Werbe- und Filmindustrie (virtuelle Welten, Computeranimationen in der Werbung, Trickfilm) benötigt werden. Die bisher bekanntgewordenen Digitalisiergeräte können die geforderte Breite und Flexibilitdt der Objektdigitalisierung nicht leisten. Es besteht diebegründete Hoffnung, daß der CaRo-Ansatz, also das bewegte Kameraauge, zu einer Standard-Eingabetechnik für die graphische Datenverarbeitung ausgebaut werden kann

Fotorealistische Wasseranimationen bei Brunnenanlagen

in german: Ziel dieser Arbeit ist es, ein Simulationsverfahren zu entwickeln, mit dem Brunnenanlagen in der Computergrafik animiert werden können. Dazu werden existierende Verfahren zur Flüssigkeitssimulation auf ihre Tauglichkeit für diese Aufgabe untersucht und, wo notwendig, auch Modifikationen an den ursprünglichen Methoden vorgenommen. Da die in einem Brunnen auftretenden Effekte zu vielseitig sind, um von einem einzelnen Verfahren effizient gelöst werden zu können, wird in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, mit dem sich eine Wassersimulation nach dem "`Baukastenprinzip"\u27 aus mehreren spezialisierten Methoden zusammensetzen lässt. Auf diese Weise können die Stärken der einzelnen Verfahren ausgespielt und deren Schwächen durch andere Verfahren überdeckt werden. Einer dieser Bausteine ist ein spezielles Oberflächenpartikelsystem, welches Fließbewegungen auf einer Oberfläche nachbildet, wobei Eigenschaften wie Adhäsion und Rauheit der Oberfläche berücksichtigt werden. Am Beispiel eines Brunnens, der aus keilförmig eingeschnittenen Würfelelementen zusammengesetzt ist, wird die Leistungsfähigkeit des Verfahrens demonstriert. -- in english: Photo-Realistic Animation of Water for Fountain Installations The aim of this work is the development of a simulation method for the animation of fountain arrangements with computer graphics methods. For that purpose existing methods for the simulation of liquids are investigated to see if they are suitable for this task and are modified where necessary. Since the effects appearing on a fountain are too manifold to be solved efficiently by a single simulation method, a method is developed in this report, which compounds a whole water simulation using a module system of specialized simulation techniques. By this means the potency of a particular technique can be exploited and its drawbacks can be compensated by other methods. One of this modules is a specialized surface-particle-system, which can imitate the flow of fluids on a surface. Surface properties like adhesion and roughness are taken into account. The capacity of this method is demonstrated by a simulation of a fountain assembled from wedge shaped cubes. -

Image-based Rendering: Neue Techniken der photorealistischen Bilderzeugung. Seminar, Wintersemester 1999/2000

In den letzten Jahren zeigte sich, da{\ss} einige Aufgaben im Bereich der Bilderzeugung mit rein geometriebasierten Verfahren nur schlecht oder gar nicht bew{\"a}ltigt werden k{\"o}nnen. Denkt man zum Beisp iel an ein Stofftier, so ist eine exakte geometrische Modellierung, auf deren Basis dann neue Bilder berechnet werden, sicher schwer anzugeben. \\ Schon in den 60er-Jahren wurde die Idee entwickelt, hinreichend viele Kameraaufnahmen einer Szene zu machen und bei Bedarf die zu einer bestimmten Blickrichtung geh{\"o}rende Aufnahme aus dem Vorrat zu nehmen (Movie Map). Erst heute reichen Speicher- und Rechenleistung der Computer aus, um Verfahren dieser Art zu verwirklichen. Es wird also versucht, mit Hilfe vorher von einer Szene aufgenommener Bilder neue Ansichten der Szene zu erzeugen. Dabei werden nicht nur auf schon vorhandene Aufnahmen zur{\"u}ckgegriffen und diese unver{\"a}ndert ver wendet, sondern man m{\"o}chte mit m{\"o}glichst wenig Aufnahmen auskommen und fehlende Bilder aus schon vorhandenen berechnen. Zu diesem Zweck wird keine Geometrie aus den zuvor aufgenommenen Bildern ermittelt. Es wird nur auf den Bilddaten gearbeitet, also neue Bilder aus vorhandenen berechnet: Image-based Rendering (IBR)

Multimedia und Electronic Publishing

In den letzten Jahren hat die Zahl der auf elektronischem Weg veroeffentlichten Dokumente stark zugenommen. Eng verknuepft mit elektronischen Dokumenten ist auch der Bereich Multimedia. Im Rahmen dieser Ausarbeitungen werden Themen aus den Bereichen Multimedia und elektronische Veroeffentlichung (Electronic Publishing) besprochen. Inhaltlich ist die Ausarbeitung in drei Themengebiete aufgeteilt: Der erste Teil schliesst an das Seminar Multimedia-Datenformate an, das 1994 ebenfalls am Institut fuer Betriebs- und Dialogsysteme, Lehrstuhl Prof. Dr. A. Schmitt, stattfand. Nach einem Ueberblick zum Thema Multimedia werden neuere Datenformate und Programmiersprachenaus dem Multimedia-Bereich untersucht. Der zweite Teil befasst sich mit der Thematik des elektronischen Veroeffentli- chens. Nach einem Ueberblick und der Betrachtung einiger Layout- und Design- Richtlinien werden drei Autorensysteme zur Erstellung von Multimedia-Anwen- dungen untersucht, und zwar Asymetrix Toolbook, APE Mediastyler und Macromedia Authorware. Anschliessend wird ein Ueberblick ueber die aktuellen CD-ROM-Typen gegeben. Der zweite Teil schliesst mit einer Betrachtung der rechtlichen Aspekte des elektronischenVeroeffenlichens. Der dritte Teil des Seminars beinhaltet die Darstellung einiger multimedialer Anwendungen. Hier werden der Bereichs des computerunterstuetzen Lernens (Compu- ter Based Training) und Kiosksysteme betrachtet

Erfolgsbedingungen der Öffentlichkeitseinbindung in unterschiedlichen Innovationssettings

Das Projekt PartInno (Partizipation und Innovationsphasen: Funktionale Gewinne durch Öffentlichkeitsbeteiligung in differenten Phasen der Innovationsentwicklung) hat sich zum Ziel gesetzt, die Nutzung partizipativer Verfahren zur Öffentlichkeitseinbindung entlang typischer Innovationsphasen empirisch zu untersuchen. So sollen die Voraussetzungen der Anwendbarkeit von Öffentlichkeitseinbindung sowie die Vielfalt möglicher „Partizipationsgewinne“ systematisch exploriert und in einem konzeptionellen Modell generalisiert werden. Darüber hinaus wird ein „Entscheidungskompass“ entwickelt. Dieser gibt Auskunft darüber, welche „Partizipationsgewinne“ – etwa die Erweiterung der Wissens- oder Wertebasis von Entscheidungen oder technischen Anwendungen – in welchen Phasen sinnvollerweise zu erschließen sind (und welche nicht)