006.693 Rendering, Realistische Computergrafik
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In dieser Arbeit soll es um die Digitalisierung von Asservaten zur nachfolgenden Simulation im digitalen Raum handeln. Das Hauptaugenmerk soll dabei auf der Evaluation der Übertragbarkeit von Relationen zwischen den genannten Asservaten liegen. Zu zeigen soll sein, dass beim Anziehen einer Hose an einen Körper Relationen in Form individueller Falten entstehen, welche zum einen durch die Digitalisierung nicht verloren gehen sollen. Zum anderen soll analysiert werden inwieweit diese Relationen als Nebenprodukt bei dem Nachbau einer digitalen Anzieh-Simulation mit Hilfe der Digitalisate entstehen. Die Qualität dieser Relationen wird dabei im Vergleich zu den real-weltlichen Relationen Vergleichen. Neben der Hose als erstes Asservat wird sich außerdem einer Kleiderpuppe als zweites Asservat gewidmet. Die Kleiderpuppe bildet dabei eine Abstraktion zu einem menschlichen Körper auf Grund von Vereinfachungen dar. Auch wenn die Forensik über eine große Vielfalt an Methoden zur computergestützten Aufnahme, Analyse und Rekonstruktion von Spuren verfügt zeigt sich ein großer Bedarf hinsichtlich Techniken in Bezug auf die computergestützte Modellierung. Des Weiteren soll vor allem das Hauptaugenmerk von biometrischen Merkmalen wie beispielsweise Fingerabdrücken auf weitere wichtige Bestandteile eines Tatortes wie die Kleidung gerichtet werden. Mit Bezug auf diese Aussagen soll diese Arbeit zeigen, dass die Forensik zum aktuellen Zeitpunkt nicht über die benötigten Methoden verfügt, weshalb Methoden der Film- und Spieleindustrie benötigt werden. Eine spätere Evaluation soll dabei der Nutzen dieser Methoden hervorgehoben werden. Bei diesen Betrachtungen ist vor allem der Unterschied wichtig, dass bei der Film- und Spieleindustrie die gewählte Perspektive entscheidend für den Realitätsgrad der Simulierungen ist, wohingegen in der Forensik stets der höchste Realitätsgrad eines ganzen Abbildes angestrebt wird. Um den Nutzen in der Forensik zu analysieren wird der enthaltene Wahrheitsgehalt der Methoden evaluiert. So können zukünftig diese Erkenntnisse als Grundlagen für die Entwicklung eigener Methoden im Fachbereich der Forensik genutzt werden.
Der Einsatz von künstlicher Intelligenz soll in der Zukunft auch die Verbrechensaufklärung unterstützen. Ein Teilgebiet dessen ist die Bewegungsanalyse von Menschen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Verformung und Bewegung der Wirbelsäule, mit der Frage, wie viele Wirbel als digitale Knochen einzeln benötigt werden, um eine Bewegung noch möglichst natürlich und anatomisch korrekt darstellen zu können. Diese Arbeit befasst sich mit der Reduktion der Wirbelsäule bzw. einzelner Wirbel anhand der Erstellung und Posierung von 3DSkeletten, welche je über anders zusammengefasste Wirbel verfügen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Evaluation von Methoden zur Erzeugung von Körpermustern im Kontext der forensischen 3D-Rekonstruktion. Dabei wurde die Hypothese verfolgt, dass eine Photogrammetrie-CAVE für diese Anwendung die besten Ergebnisse erzielen kann. Um diese Hypothese zu untersuchen, wurde in dieser Arbeit hinterfragt, welche Methoden für diese Anwendung infrage kommen, wie effizient und genau diese sind und welche Unterschiede zwischen den Methoden zu erkennen sind. Um diese Fragen zu beantworten, wurden im Rahmen der Arbeit mehrere Modelle von verschiedenen Probanden unter Nutzung drei verschiedener Softwares erzeugt und evaluiert. Die Evaluation zeigt dabei große Unterschiede im Zeitaufwand und der Genauigkeit der Modelle. Weitere Forschung auf diesem Gebiet könnte die Nutzung der in dieser Arbeit verwendeten Software verfeinern, aber auch neue Ansätze und Softwaretypen auf ihre Tauglichkeit für diesen Anwendungsbereich testen.
Für die Unfallrekonstruktion bietet die Erstellung eines 3D-Modelles viele Vorteile. Es fallen weniger Daten bei der Datenakquirierung an und somit wird benötigte Zeit an der Unfallstelle reduziert. Zusätzlich lassen sich Messungen direkt am 3D-Modell vornehmen. Um eine möglichst genaue 3D-Rekonstruktion zu ermöglichen, wurde in dieser Arbeit der Einfluss von verschiedenen Aufnahmemethodiken und softwarespezifischen Prozessparametern, auf das mithilfe der Photogrammetrie Software Agisoft PhotoScan erstellte Modell untersucht. Da es bisher wenig Literatur gab, welche sichmit der richtigen Parametrisierung des Rekonstruktionsprozesses auseinandersetzte, wurde dabei deshalb empirisch vorgegangen. Als unterschiedliche Aufnahmemethoden wurden die Aufnahme direkt mit der Kamera aus der Hand, an einem Stativ und aus der Luft mit drei verschiedenen Kamerasystemen analysiert. Die rekonstruierten 3D-Modelle wurden auf ihre Abweichung und auf die optische Ähnlichkeit zum realen Modell untersucht. Das Ziel dieser Arbeit war die Optimierung des Rekonstruktions- und Aufnahmeprozesses für die Aufnahme einer Fahrbahn. Dabei stellten sich heraus, dass sich für verschiedene Aufnahmemethodiken unterschiedliche Prozessparameter eignen und dass die Parametrisierung, neben der Aufnahmemethodik, einen großen Einfluss auf das fertige 3D-Modell hat.