Einleitung

Die Echtzeitanimation innerhalb virtueller Räume gewinnt immer mehr an Bedeutung. Neben großen Anwendungsgebieten in der Unterhaltungsindustrie, ergeben sich auch Einsatzmöglichkeiten in Lehre, Wissenschaft und in der Medizintechnik. Man denke dabei nur an die Erforschung von menschlichen Bewegungsabläufen zur Optimierung künstlicher Gliedmaßen (z.B. Beinprothesen).

Immer bedeutender wird der Einsatz von 3D-Animationen im Internet. Lassen Sie uns folgendes Szenario durchspielen: Zwei Menschen irgendwo auf der Welt können über Ihre ''elektronischen Gegenstücke'', die Avatare, im Internet (innerhalb einer virtuellen Umgebung) interagieren. Sie reden miteinander oder bewegen Gegenstände, ja sie könnten sich sogar fühlen. Dabei ahmt der Avatar die äußere Hülle seines Besitzers nach, d.h. er reproduziert Gesten, Bewegungen und Gesichtsausdrücke. Denkbar wären auch virtuelle Warenhäuser, in die man sich mittels eines Avatars begibt, dort z.B. Kleidungsstücke anprobiert, und diese nach dem individuellen Geschmack auswählt. Dies funktioniert, da die Proportionen des Avatars denen des Besitzers entsprechen.

Seit jeher ist der Mensch bestrebt virtuelle Räume zu erschaffen. In der christlichen Mythologie spiegelt sich das in der Vorstellung von Paradies, Jenseits und Hölle wieder. Um diese Vorstellungen greifbar zu machen, wurden mannigfach Altarbilder angefertigt. Zur Erhöhung der Plausibilität dieser Umgebungen, entwickelten sich die Darstellungsmethoden ständig fort, von 2-dimensionalen Zeichnungen zu räumlichen Bilder. Durch die industrielle Revolution kamen die Photographie und Filmtechnik hinzu. Diese Techniken ermöglichten nicht nur eine sehr realitätsnahe Wiedergabe der Umwelt, sondern auch eine stark verbesserte Vortäuschung irrealer Welten (z.B. Trickfilme, Science Fiction). Der rapide Fortschritt im Bereich der Computertechnologien in den letzten 50 Jahren verfeinerte diese Technologie bis hin zur heute bekannten Realzeitanimation.

Aufgrund der geschichtlichen Entwicklung entstammen viele Begriffe und Techniken, die in der Animation verwendet werden, dem Trickfilm. Dort wurden zur Animation Zeichnungen, Marionetten, Schattenbilder, etc. eingesetzt. Schon damals waren viele Techniken, die heutzutage im Animationsbereich ihre Anwendung finden, ansatzweise bekannt.

Im Hinblick auf die kinematischen Modelle für virtuelle Akteure werden hier drei Verfahren vorgestellt:

• die Inverse Kinematik

• das Motion Capture Verfahren

• das Key Framing Verfahren

Während die Inverse Kinematik ein rein mathematisches Modell für Bewegungsabläufe zur Verfügung stellt, basiert das Motion Capture Verfahren auf der elektronischen Aufzeichnung von räumlichen Bewegungen reeller Akteure. Die Key Framing Methode orientiert sich an vorhandenen Film- oder Bewegungsfragmenten und berechnet mittels Interpolation die fehlenden Bilder.