Mein Auto virtuell probefahren

In Kinofilmen und Computerspielen kann man heute schon in dreidimensionale Welten eintauchen, die Menschen und ihre Umgebung sehr realistisch nachbilden. Im Internet ist davon allerdings noch wenig zu sehen. Wenn der Nutzer dann noch selbst die virtuelle Welt verändern möchte, stößt er im Internet schnell an Grenzen. Wie es schon bald auf einfache Weise anders geht, zeigen Forscher aus Saarbrücken. Sie können jetzt interaktive 3-D-Szenen direkt in beliebige Webseiten einbetten.

Die 3-D-Technologie für das Internet wurde von einem Forscherteam um Professor Philipp Slusallek am neu gegründeten Intel Visual Computing Institute an der Universität des Saarlandes und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) entwickelt. Die Informatiker nahmen dafür gewöhnliche Webbrowser wie den „Firefox“ genauer unter die Lupe. Mit der dort verwendeten Programmiersprache HTML konnten bisher nur Texte, Bilder und Videos angezeigt werden. Durch eine Erweiterung, die die Saarbrücker Informatiker in den vergangenen Monaten entwickelten, können jetzt auch komplexe dreidimensionale Graphiken verarbeitet werden. Diese neue Web-Technologie, genannt „XML3D“, kann in Zukunft mithilfe eines kleinen Zusatzprogramms von allen Internetnutzern verwendet werden. Auf der Computermesse Cebit haben die Saarbrücker Forscher erste Browser-Versionen mit dieser 3-D- Erweiterung vorgestellt.

Die Anwendungen für die neue Technologie sind vielfältig. So könnte eine Kundin künftig etwa ein Abendkleid vor dem Kauf im Onlineshop virtuell anprobieren. Sie hätte dann die Möglichkeit, sich auf dem Bildschirm durch eine dargestellte Oper oder eine Diskothek räumlich zu bewegen. Ein Autokäufer könnte sich virtuell zur Testfahrt in das neue Auto setzen, dessen Ausstattung er vorher für sich persönlich zusammengestellt hat. Auch für Ingenieure eröffnen sich ganze neue Möglichkeiten, wenn sie an verschiedenen Standorten Produkte entwerfen und ihre 3-D-Modelle gemeinsam über das Internet bearbeiten können.

„Das neue 3-D-Internet eröffnet ganz neue Märkte, in denen bald eine ähnliche Goldgräberstimmung herrschen könnte wie damals beim Start der ersten Webangebote“, meint Professor Slusallek.

Die neue Technologie aus Saarbrücken hat den Vorteil, dass sie für Web-Entwickler und Designer einfach zu lernen ist, da sie auf die bekannte Web-Technologie der Browser aufbaut. Sie unterstützt neben der traditionellen Rasterisierung zur Darstellung der Szene auch das so genannte Echtzeit-Raytracing. Diese interaktive Visualisierungstechnik wurde von Philipp Slusallek und seinem Team in den vergangenen Jahren zur Marktreife gebracht und wird heute von den großen Chipherstellern Intel und Nvidia für ihre jeweilige Graphik-Hardware weiterentwickelt und angeboten. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren können damit Schatten und Reflexionen physikalisch korrekt dargestellt werden. Dies lässt virtuelle Szenen etwa in Kinofilmen oder Computerspielen wesentlich realistischer aussehen.

„Heute werden diese Szenen mit aufwändigen Tricks erstellt. Dies wird im 3-D-Internet nicht mehr funktionieren, wenn beliebige Nutzer auf der ganzen Welt damit anfangen, ihre eigenen 3-D-Inhalte ins Netz zu stellen. Sie erwarten dann, dass diese sofort realistisch aussehen und ohne komplizierte Tricks einfach funktionieren“, sagt Computergraphik-Experte Slusallek. Er sieht daher gerade im 3-D-Internet die Zukunft der Ray-Tracing-Technologie.

Technischer Hintergrund von XML3D XML3D ist eine Szenenbeschreibungssprache, die für programmierbare Graphikprozessoren entwickelt wurde. Im Gegensatz zu früheren Formaten wie VRML und X3D, die sich nie durchsetzen konnten, erweitert XML3D einfach nur das normale HTML um 3-D-Fähigkeiten. So sind etwa Geometriedaten so abgelegt, dass sie direkt an die Graphikhardware übergeben werden, ohne dass man dafür Kopien im CPU-Speicher halten muss. Auch das für XML3D neu entwickelte Materialmodell mit der portablen Shader-Beschreibung „AnySL“ setzt komplett auf programmierbare Graphik-Hardware. Zusätzlich zum traditionellen Rasterisierungsverfahren erlauben in AnySL beschriebene Shader erstmal auch die Nutzung von Echtzeit-Raytracing, um die 3-D-Szenen noch realistischer darstellen zu können.

Mit dem neuen Verfahren können dreidimensionale Graphiken direkt in beliebige Webseiten eingebettet werden, und dies viel interaktiver als bisher. Weblinks im Text können die 3-D-Szene verändern, sie von einer anderen Ansicht zeigen oder eine Animation starten. Auch existierende Web-Seiten können damit schnell und einfach um interaktive 3-D-Graphik ergänzt werden. So sind etwa alle 3-D-Objekte auch Teil des DOM (Document Object Models) und können dadurch von jedem Entwickler schnell verändert werden.

Genauso einfach lassen sich auch 3-D-Szenenteile bei Bedarf über AJAX nachladen oder ihr Design mithilfe von CSS anpassen. Neben der Nutzung im Browser soll die XML3D-Technologie künftig auch als Bibliothek und über ein Software Development Kit (SDK) unter allen gängigen Betriebsystemen zur Integration in kommerzielle und OpenSource-Anwendungen zur Verfügung stehen. Damit will die Forschungsgruppe um Professor Slusallek die Software-Entwickler dabei unterstützen, interaktive 3-D-Graphik einfach und schnell in ihre Anwendungen zu integrieren.

Anwendungen aus der Architektur, Stadtplanung, Geschichte und Produktvermarktung sind möglich.