Spektakuläre Bilder dank effizientem Algorithmus

Aufnahmen spektakulärer Actionszenen sind teuer und die gestalterischen Möglichkeiten oft begrenzt. Ein ETH-Doktorand hat einen Algorithmus entwickelt, mit dem Drohnen gewünschte Bildkompositionen eigenständig umsetzen können.

» Von Samuel Schlaefli, ETH News, 07.08.2017 14:30.

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Wenn James Bond in «Skyfall» auf dem Dach eines durch die Wüste brausenden Zugs versucht seinen Gegner unschädlich zu machen, kleben die meisten Zuschauer wie gebannt an der Leinwand. Die Spannung entsteht durch eine Reihe von schnell wechselnden Einstellungen: Ein Close-up von Bonds Gesicht, dann eine Halbtotale der Kampfszene und schliesslich eine Supertotale von Zug, Wüste und den kämpfenden Männern. Das Abfilmen dieser Szene war mit einem enormen personellen, materiellen und technischen Aufwand verbunden. Mehrere Kameraleute waren an unterschiedlichen Standorten stundenlang im Einsatz. Und für die spektakulären Nahaufnahmen musste sogar ein Kamerakran auf dem Zugdach aufgebaut werden.

Tobias Nägeli, Doktorand am Advanced Interactive Technologies Lab von ETH-Professor Otmar Hilliges, ist überzeugt, dass sich solche Szenen auch mit weniger Aufwand filmen lassen. Gemeinsam mit Forschern der Delft University of Technology und des ETH-Spin-off Embotech hat er einen Algorithmus entwickelt, der es Drohnen ermöglichen soll, dynamische Szenen selbständig so zu filmen, wie sie von Regisseuren und Kameraleuten ausgedacht werden.

Kontrolle über Bildausschnitt behalten

Drohnen werden seit Jahren zum Filmen eingesetzt. Doch für gute Aufnahmen sind meist zwei erfahrene Experten notwendig – einer für die Steuerung der Drohne und einer für die Einstellung der Kamera. Das ist aufwendig und kostet viel Geld. Zwar gibt es heute schon kommerzielle Kameradrohnen, die einer zuvor definierten Person selbständig folgen können. «Doch dabei verliert der Regisseur die Kontrolle über den Bildausschnitt und die Möglichkeit mehrere Personen gleichzeitig im Bild zu behalten», sagt Nägeli. «Wir haben deshalb eine intuitive Steuerung entwickelt.»

 

Zur Erklärung des Systems macht Nägeli eine Analogie zu Staubsauger-Robotern: «Wir geben dem Roboter nicht den exakten Weg vor, den dieser abfahren soll. Wir definieren nur das Ziel; nämlich dass der Raum am Ende sauber sein soll.» Auf den Film übertragen heisst das: Für den Regisseur ist nicht wichtig, wo genau sich die Drohne zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Hauptsache, die Kameraeinstellung entspricht am Ende seinen Vorstellungen.

Diese Übersetzungsleistung von Kameramann zu Drohne übernimmt Nägelis Algorithmus. Parameter, wie der Bildausschnitt, die zu verfolgende Person oder Kranen- sowie Kamerafahrten lassen sich darüber vor dem Flug definieren. Hinzu kommen zugunsten der Sicherheit räumliche Begrenzungen, innerhalb derer sich die Drohne frei bewegen kann. Der genaue Weg und Zeitpunkt für Richtungsänderungen werden von der Drohne 50 Mal pro Sekunde neu berechnet. Die dafür benötigen Daten stammen von GPS-Sensoren.

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