Mit einer neuartigen Software wollen Wissenschaftler die Welt des Digital Mapping revolutionieren. Statt mittels teurer Laserscanner konstruieren sie digitale 3-D-Modelle von Gebäuden mit einer millionenfach im Web verfügbaren Ressource: Urlaubsfotos.
Die Fassade von Notre Dame in Paris. Das Modell basiert auf insgesamt 653 Flickr-Fotos. Foto: Goesele
TT DÜSSELDORF. Urlaubsbilder als Grundlage digitaler 3-D-Modelle – mit diesem Ansatz wollen Wissenschaftler eines internationalen Forschungsteams die Welt des Digital Mapping revolutionieren. Statt aufwändiger Arbeit mit Stereokameras oder Laserscannern setzen die Entwickler auf private Schnappschüsse, die sich millionenfach auf Photosharing-Sites wie Flickr finden. Eine spezielle Software analysiert die Aufnahmen und entwickelt auf dieser Basis Modelle von verblüffender Genauigkeit.
„Wir können im Prinzip jedes Bild verwenden“ erläutert Michael Goesele. Der Professor der TU Darmstadt ist der Kopf des Teams, zu dem auch Forscher der University of Washington und von Microsoft Research gehören. Ausgangspunkt der gemeinsamen Arbeit war die Erkenntnis, dass Websites wie Flickr mit Millionen von Bildern ein immenses Potenzial für Erstellung von 3-D-Modellen bieten – vorausgesetzt, man verfügt über die richte Methode, die Bilderflut zu analysieren.
Von diesem Ansatz ausgehend, entwickelten die Forscher eine Software, die Fotos dahingehend analysiert, welche Kamera verwendet wurde und von welchem Standort aus der Fotograf sein Objekt ins Visier genommen hat. Dass dabei enorme Datenmengen zu bewältigen waren, zeigt ein einfache Blick auf einschlägige Websites. Allein unter dem Stichwort „Notre Dame“ finden sich bei Flickr fast 200 000 Aufnahmen der Pariser Kathedrale.
„Von dieser Masse verwendet unsere Software derzeit nur ein paar hundert Bilder “, so Goesele. Gestützt auf die Aufnahmen aus unterschiedlichen Blickwinkeln wird in einem „structure from motion“ genannten Verfahren zunächst eine Art 3-D-Gerüst entwickelt: Die Software identifiziert dazu passende Stellen an der Gebäudefassade. In einem weiteren Schritt wird dieses Grundgerüst dann mittels der Bildinformationen allmählich zu jener dichteren Geometrie hin verfeinert, an deren Ende das fertige 3-D-Modell steht.
Die so gewonnen Ergebnisse müssen sich hinter den Produkten moderner Lasertechnik keineswegs verstecken. „Bei einem Test mit Bildern der Kathedrale von Pisa lag die durchschnittliche Abweichung unseres 3-D-Modells gegenüber den mit Laserscannern entwickelten Modellen lediglich bei einem Viertel Prozent“, erläutert Goesele.
Trotz solcher Erfolge sieht sich der Forscher erst am Anfang der Entwicklung: „Das hier ist pure Grundlagenforschung. Sicher würden sich neben den Kollegen von Microsoft auch Unternehmen wie Google für die Technik interessieren.“ Bis zur Marktreife dürfte aber noch einige Zeit vergehen. Vielleicht kann sich Goesele vorher noch einen besonderen Wunsch erfüllen: „Unser Ziel ist es, Modelle nicht nur auf Basis einiger hundert, sondern aller von einem Objekt verfügbaren Fotos zu entwickeln. Allein bei Flickr gibt es rund eine Million Bilder von Rom. Wie wäre es mit einem 3-D-Modell der Ewigen Stadt auf der Basis all dieser Fotos?“
