Filmskapare och utvecklare av datorspel kommer att få ett nytt sätt att animera djur i framtiden. Ett team ledd av forskare vid Max Planck Institute for Intelligent Systems i Tübingen, Tyskland, har utvecklat en teknik som enbart använder fotografier för att skapa verklighetstrogna 3D-modeller av nästan alla fyrfota. Animationer av dessa avatarer kan realistiskt imitera djurens rörelser. Men den enkla metoden att väcka djur till liv på datorn är inte bara intressant för underhållningsindustrin. Många människor har förlorat ett älskat husdjur. Nu kan den här tekniken föra dem tillbaka till "livet" som en virtuell 3D-avatar. Det skulle också kunna gynna biologer i artskyddet och bidra till att göra särskilt barn medvetna om vikten av biologisk mångfald.

"Att befolka den virtuella världen med djur brukade vara mycket manuellt arbete, " säger Michael J. Black, direktör för Perceiving Systems-avdelningen vid MPI för intelligenta system. I dag, animatörer designar mödosamt 3D-djur med hjälp av grafisk programvara. Även om det finns teknologier för att skapa realistiska 3D-avatarer av människor, ingen sådan teknik kan automatiskt fånga vilda djurs form. "Du kan inte ta med en tiger till labbet för att bli skannad och du kan inte ta med dig dyra skannrar ut i naturen, säger Black.

Laget, vars teknik skapar avatarer av djur inklusive deras päls eller hud med rimlig ansträngning, omfattar forskare från CNR Institute for Applied Mathematics and Information Technology (IMATI) i Milano och University of California i Berkeley samt Max Planck-forskare. "I sista hand, 3D-djurfångst handlar om att rekonstruera 3D-strukturen från 2D-bilder av rörliga föremål som fångats av olika okända och rörliga kameror, " förklarar Silvia Zuffi, huvudförfattaren på projektet från IMATI.

I sin nya metod, forskarna behöver bara några bilder på ett djur i olika vyer för att beräkna realistiska modeller som sedan kan animeras naturligt. Till skillnad från andra metoder, bilderna som avatarerna genereras från kan också komma från olika kameror. Datorprogrammet ger så övertygande resultat eftersom det inte börjar om från början när det skapar en modell. "Nyckeln är att börja med en grov 3D-formmodell som kan förklara formerna hos många djur och sedan förfina detta baserat på de observerade bilderna, säger Michael J. Black.

Hjälper utrotningshotade djur i naturen

I sitt nuvarande arbete, forskarna visar att deras metod fungerar för tigrar, björnar, hästar och noshörningar. "Vår algoritm genererar realistiska modeller av djur för vilka det inte finns några tidigare 3D-modeller, säger Silvia Zuffi. Till exempel, forskarna kunde rekonstruera 3D-formen av den utdöda tasmanska tigern från lågkvalitativa filmfilmer inspelade på 1930-talet. Forskarna vill nu göra metoden helautomatiserad så att den kan operera på tusentals bilder av djur i det vilda.

Helautomatisk 3D-fångst av djurform skulle inte bara underlätta arbetet för spelutvecklare och animatörer, men stöder också djurskydd. Med tanke på fotografier av djur som fångats av kamerafällor, metoden kan avgöra om deras form, dvs deras vikt, har förändrats. Artskyddare skulle alltså få snabba och tillförlitliga utlåtanden om huruvida hotade djur mår bra.