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3D und Künstliche Intelligenz

Neue Optionen durch realistische 3D-Grafik und KI

26. März 2024, 10:00 Uhr | Autor: Guiscardo Pin / Redaktion: Sabine Narloch

Realistische 3D-Grafiken, Videotechnologien, Datenverarbeitung in Echtzeit und Künstliche Intelligenz (KI) rücken immer näher zusammen. Das Ergebnis ist eine Fülle innovativer Anwendungen, von „Digital Twins" in der Fertigung bis hin zu „Digital Humans" in der Kundenbetreuung und im Bildungswesen.

Immersive Technologien wie Virtual Reality (VR) und die Kombination von virtueller und realer Welt in Form von Augmented oder Mixed Reality (AR/MR) gewinnen zunehmend an Bedeutung – sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Umfeld. AR, VR und MR werden häufig unter dem Begriff Spatial Computing zusammengefasst.

Dank 3D und Augmented Reality kann man sich beispielsweise eine digitale Rekonstruktion antiker Gebäude auf Tablet, Smartphone oder immersiv mit einer VR-Brille laden – inklusive Informationen zu Gebäudedetails und originaler Ausstattung. Textilhersteller wiederum können 3D-Technologien nutzen, um Textilmuster zu digitalisieren. Dank dieser fotorealistischen Visualisierung haben Kunden die Möglichkeit, digitale Versionen von Jacken, Hosen oder Pullovern aus den ausgewählten Materialien zu begutachten. Physische Muster werden nicht mehr benötigt.

Solche Anwendungen sind jedoch nur erste Schritte auf dem Weg zu 3D-Umgebungen als realistisches Abbild der physischen Welt. Objekte wie Möbel und Fahrzeuge, Pflanzen und Tiere, Landschaften und sogar digitale Menschen (Digital Humans) sehen genauso aus und verhalten sich genauso wie ihre Pendants in der realen Welt.

Die wichtigsten Trends für realistische 3D-Darstellungen

Für den Aufbau von 3D-Welten ist das Zusammenspiel mehrerer Technologien erforderlich: Dazu gehören 3D-Grafik- und Videotechniken, die Daten in Echtzeit verarbeiten, sowie Künstliche Intelligenz und Machine Learning (ML). Hinzu kommen Verfahren wie Reality Capturing und die naturgetreue Simulation physikalischer Effekte wie die Bewegung von Flüssigkeiten. Die technische Basis bilden Prozessoren (CPUs) und Grafikeinheiten (GPUs) auch mit entsprechenden KI-Funktionen.

Techniken wie Raytracing und Echtzeit-Rendering sind für die Modellierung virtueller 3D-Umgebungen wichtig, um realistische Lichteffekte, Texturen und 3D Umgebungen zu visualisieren. Mittlerweile stehen KI-basierte Renderingverfahren zur Verfügung, die mit weniger Rechenleistung auskommen als konventionelle Ansätze.

Ein typisches Einsatzgebiet für Echtzeit-Raytracing und KI-gestütztes Rendering sind Computerspiele. Beide Techniken etablieren sich aber auch in professionellen Applikationen wie der Visualisierung von Gebäuden und in Virtual-Reality-Anwendungen für die Industrie sowie im Bereich der Aus- und Weiterbildung.