Mit Photogrammetrie VR-Umgebungen aus Fotos für HTC Vive rendern

Photogrammetrie ist eine spezielle Messmethode, mit der sich die exakte Lage und Form von Objekten in einem Raum anhand von Fotos berechnen lassen. Typischerweise wird Photogrammetrie beispielsweise bei der Erstellung von Kartenmaterial eingesetzt oder auch in der Architektur. Wer schon mal panisch auf die Bremse getreten hat, weil er die Herren am Straßenrand mit dem komischen Kameraufbau mit einem Blitzgerät verwechselt hat - da wurde wahrscheinlich Photogrammetrie betrieben.

Aber was hat das mit Virtual Reality zu tun? Potenziell eine Menge, wie Valve-Entwickler Adam Foster in einem Blog-Post beschreibt. Foster war bei Valve unter anderem verantwortlich für das Leveldesign im Kultspiel Portal, das auch als Demo für die VR-Brille HTC Vive dient. Ein Beispiel für ein mit Photogrammetrie erstelltes Objekt ist dieser leckere, digitalisierte Brokkoli.

VR-Umgebungen aus normalen Fotos

Foster beschreibt, wie man aus Fotos mit einer normalen DSLR- oder Systemkamera, einer Software für die Bildberechnung und der Entwicklungsumgebung Unity begehbare 3D-Umgebungen für Virtual Reality erstellen kann. Laut ihm sind die daraus resultierenden VR-Erfahrungen auf einem hohen Niveau.

[blockquote cite="Adam Foster, Valve"]Virtuell an einen anderen, realen Ort transportiert zu werden und dann auch noch darin herumzulaufen fühlt sich an als wäre es Technologie aus der weit entfernten Zukunft. Einige der immersivsten VR-Erfahrungen hatte ich mit Szenen, die mit Photogrammetrie erstellt wurden.[/blockquote]

Viel Equipment und Know-how braucht es laut Foster dafür nicht. Ein gute Kamera mit einem scharfen, hochwertigen Objektiv mit geringer Verzerrung und einem möglichst weiten Winkel und eine spezielle Software, die die räumlichen Berechnungen anhand der Fotos vornimmt und daraus Texturen erstellt. Im letzten Schritt werden diese Texturen in eine 3D-Umgebung für Virtual Reality umgesetzt. Foster nutzt dafür die Entwicklungsumgebung Unity und einen "Brute Force"-Ansatz, das heißt, er rendert die Bilder ohne viel Zeit in das Feintuning oder die Programmierung zu investieren. Trotzdem, so Foster, sind die Ergebnisse gut und laufen auf Rechnern mit aktueller CPU und Grafikkarte problemlos flüssig. Allerdings gäbe es eine Vielzahl an Möglichkeiten aus den Texturen überzeugende 3D-Umgebungen zu erstellen, schreibt Foster.

[blockquote cite="Adam Foster, Valve"]Es ist schwer auszudrücken wie surreal diese gescannten Szenen sind. Sogar schlechte Testaufnahmen sind gefährlich nah dran das Gehirn komplett an einen anderen Ort zu transportieren.[/blockquote]

Wer tiefer in die Materie einsteigen will kann sich die dreiteilige Artikelserie von Adam Foster durchlesen:

Teil 1: Software + Hardware, How it works
Teil 2: Processing + CleanUp
Teil 3: Rendering + Conclusions

Wer sich lieber nur die Demos anschauen will, findet sie bei den VR-Demos für Steam VR. Bisher haben dort aber nur Entwickler mit HTC Vive einen Zugang. Die gute Nachricht: Die Demos sollen auch noch verfügbar sein, wenn HTC Vive offiziell erscheint. Die schlechte Nachricht: In 2015 werden nur wenige Exemplare der VR-Brille ausgeliefert, richtig los geht es erst in 2016.

[bctt tweet="Aus einfachen Fotos entstehen ganze VR-Welten. #AdamFoster #Valve #HTCVive #virtualreality"]

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