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GTC 2010: GPU-beschleunigtes Augmented Reality

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NVIDIA_GTCAugmented Reality ist keineswegs eine zukünftige Technologie, sondern wir bereits seit einiger Zeit in Sportübertragungen eingesetzt. Einige werden sicher die Einblendung der Distanz vom Freistoß bis zum Tor oder aber die Abseitslinie aus Fußballübertragungen kennen. In den USA kommen diese Einblendungen bei nahezu jeder Sportübertragung zum Einsatz, vom American Football bis hin zu Nascar-Rennen. Um Augmented Reality überhaupt anbieten zu können, werden neben der Kamera selbst auch noch einige Sensor en benötigt, damit das System weiß, was die Kamera gerade abbildet. Neben der Richtung, die auf 500.000 Schritte pro 360° aufgelöst wird, muss aber natürlich auch das Zoom-Level (bis zu 1:100, linear und nicht linear) oder aber die veränderte Höhe der Kamera weitergegeben werden. Ein entsprechender Sensor ist aber auch nicht universell einsetzbar, da sich die Kamera- und Objektiv-Systeme unterscheiden.

Ein Renderer setzt die gewünschte Einblendung in die Szene ein. Abhängig von der gewählten Position können Objekte vor oder hinter der Einblendung angezeigt werden. Ein besondere Herausforderung bei dieser Art von Augmented Reality ist dabei die minimale Rendering-Time die eingehalten werden muss. Diese beträgt nur 16,7 ms Millisekunden bei einer Live-Übertragung. Die Fernsehsender wollen ihre Ausstrahlung um keine Sekunde zeitverzögert senden, also muss das System in diese wenigen Millisekunden die gewünschte Einblendung in das Bild einfügen. Um diese Video-Bearbeitung besser unterstützen zu können bietet die Quadro-FX-Grafikkarten einen SDI-In und SDI-Out um den Produzenten gleich das richtige Interface zu bieten.

Im diesem speziellen Fall muss die GPU aber nicht nur die eigentliche Berechnung des Renderings übernehmen, sondern ein Bild vom YCrCb-Farbraum in RGB überführen, ein ebenfalls nicht zu verachtender Faktor. Über das Rendering selbst wird zu allem Überfluss auch noch ein Full-Screen Anti-Aliasing ausgeführt.

Ein weiterer Schritt ist die Übertragung von Sportereignissen in 3D (stereoscopic), welches eine sehr große Herausforderung darstellt. Nicht nur muss hier die richtige Position für die Einblendung gefunden werden, sondern diese muss dann auch noch in der richtigen Ebene dargestellt werden.

Ein ganz neuer Ansatz für den Einsatz von GPUs soll aber nicht der Renderer selbst darstellen, sondern das Tracking der jeweilig abgebildeten Szene. Dies würde die zahlreichen und komplizierten Sensoren an den Kameras überflüssig machen.

Bei Sportvision für die Zukunft ins Auge gefasst wird die mobile Nutzung von Augmented Reality. Beispielhaft wird hier das iPhone 4 aufgeführt. Eine hochauflösende Kamera ist ebenso vorhanden wie Beschleunigungssensoren und ein Gyroskop. Daneben verfügen mobile Geräte dieser Klasse über eine ständig bestehende Verbindung zum Internet. Der bisherige Einsatz von Augmented Reality auf mobilen Geräten beschränkt sich auf die Einblendungen von Informationen in einer Karte oder kleinen Spielereien. Zukünftig aber soll dies alles über das bisher bekannte hinaus gehen, wozu aber erst noch die passenden Gegebenheiten geschaffen werden müssen. Die Rechenleistung muss ebenso noch weiter verbessert werden wie die Genauigkeit der Sensoren und die Anbindung der Geräte an das Internet.

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Kommentare (1)

#1
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Beiträge: 3153
Netter Artikel, danke.

Aber hier ist ein Grammatikalischer Fehler: Diese beträgt nur 16,7 ms Millisekunden (nicht 2x die Zeitangabe, entweder ms oder Millisekunden :wink: )
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