Dimension3 – Meine virtuelle Galerie

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Virtuelle Realität ist derzeit in aller Munde. Das Jahr 2016 soll endlich den von der Industrie ersehnten Durchbruch bringen. Es ist Zeit, neue Konzepte zu erforschen und neue Möglichkeiten zu finden. Gerade die Fotografie benötigt dringend Impulse, da sie sich im Internet derzeit fast nur noch durch Quantität definiert.

Achtung! Das Projekt wurde trotz erfolgreichem Abschluss mangels potentieller Interessenten eingestellt. Dieser Artikel verbleibt nur aus gründen der Vollständigkeit im Blog.

Seit meiner Kindheit fasziniert mich die „virtuelle Realität“. Die 80er und 90er, prägende Phase meiner Kindheit, waren voll mit dieser Thematik. Als ein Mensch, der sich grundsätzlich für alles interessiert, erschien es mir schon immer spannend, sich mittels virtual reality hautnah in jede erdenkliche Situation zu versetzen, sei es zu Trainingszwecken oder einfach zur Unterhaltung. Erste konkrete VR-Projekte wie die Software Second Life konnten mich jedoch nie wirklich begeistern; zu schlecht war die Grafik und zu fragwürdig der Sinn. Generell geriet das ganze Thema  mangels potenter Hardware bald wieder aus dem Fokus.

Seit 2013 erlebt die Szene nun einen neuen Hype, was hauptsächlich mit der Oculus Rift, einer bald erscheinenden und vielbeachteten 3D-VR-Brille, zusammenhängt. Erst in letzter Zeit ist Consumer-Technik zudem in die Lage gekommen, komplexe virtuelle Welten schnell, latenzfrei und in ausreichender Qualität darzustellen.

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Ich betreibe seit langer Zeit meinen Fotoblog und immer wieder beschäftige ich mich damit, wie man Bilder und Fotos im Internet optimal präsentieren kann. Zu einem wirklich befriedigenden Ergebnis bin ich dabei nie gekommen. Besucht man einmal eine echte Galerie, stellt man fest, dass Fotos dort eine gänzlich andere Wirkung haben können. Größe, Rahmung, der Ausstellungsraum, das Licht und nicht zuletzt auch die anderen Bilder definieren einen Kontext, den eine schnöde Webseite einfach nicht bieten kann. Der Besucher steht dem Bild körperlich gegenüber und daraus entwickelt sich eine Spannung zwischen beiden. Im Internet gibt es das nicht, da geht es nur um Quantität, folglich wird der Besucher dort in Content ertränkt. Wenn ich meine Bilder präsentieren will, möchte ich den Besucher jedoch für mich allein haben. Er soll sich auf meine Fotos konzentrieren, er soll sich Zeit nehmen, sie auf sich wirken lassen, sich mit ihnen auseinandersetzen.

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Die Wenigsten unter uns sind bekannte Künstler und kaum einer wird Gelegenheit finden, seine Bilder ansprechend in einer Galerie zu präsentieren. Galerien gibt es nicht so viele, talentierte Fotografen aber schon. Könnte die virtuelle Realität hier nicht Abhilfe schaffen? Dieser Gedanke treibt mich seit einiger Zeit immer wieder um. Denken wir mal einige Jahre voraus. Vielleicht sind solche VR-Geräte wie die Oculus Rift dann ganz normal. Es gibt Spiele und Filme, die ganze Palette der Unterhaltung, die sich dieser Technik bedient und warum soll es nicht auch eine große Anzahl von virtuellen Ausstellungen geben, in denen unterschiedlichste Künstler ihre Arbeit präsentieren? Der Fantasie sind hierbei keine Grenzen gesetzt. Eine Galerie in einer Raumstation, die um einen Lichtjahre entfernten Planeten kreist? Ebenso denkbar wie eine Ausstellung 3000 Meter unter dem Meeresspiegel oder eine ganze, virtuelle Großstadt aus elektronischen Museen.

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Natürlich bin ich bei weitem nicht der Erste, der mit solchen Ideen um die Ecke kommt. Es gibt bereits einige virtuelle Galerien im Netz, meist nutzbar im Browser, umgesetzt mit Flash. Ich habe sie mir alle angeschaut und muss sagen: ein Gefühl der Immersion entsteht dabei überhaupt nicht, zu ruckelig und grafisch schwach sind diese Lösungen. Natürlich kann man keine Computerspiele-AAA-Grafik erwarten, schließlich sollen solche Anwendungen auf möglichst vielen – auch leistungsschwachen – Systemen gut laufen. Dennoch, davon abgesehen, dass Flash ein Relikt aus der Vergangenheit ist, solide grafische Qualität müsste dank WebGL und HTML5 heutzutage eigentlich selbst im Browser möglich sein.

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Dimension3

Seit einiger Zeit beschäftige ich mich nun mit der Entwicklung einer eigenen virtuellen Galerie. Mittlerweile habe ich einen Stand erreicht, der es mir erlaubt, das Projekt in der Öffentlichkeit vorzustellen.

Ich nenne es Dimension3. Die ursprüngliche Idee war, eine halbwegs ansehnliche eigene Galerie für meine Bilder zu entwickeln, im Hintergrund noch XML-basiert. Später kam der Wunsch hinzu, die Fotos möglichst schnell und simpel direkt im 3D-Raum auswechseln zu können und von da an war es nicht mehr weit bis zur Idee, aus dem Hobby-Gebastel eine komplette, nutzbare Softwarelösung zu machen.

Im Grunde ist Dimension3 ein dreidimensionaler, frei begehbarer Raum. Eine leere Galerie, die sich aus verschiedenen Ausstellungshallen unterschiedlich zusammenstellen lässt, bis hin zum unendlich hohen Wolkenkratzer.

Jeder Künstler kann sich für einen oder mehrere Räume, ganze Etagen oder gar ein komplettes Gebäude entscheiden und darin eine Galerie einrichten. Die Bilder können dabei auf seinem eigenen Server oder bei einem unabhängigen kostenlosen Dienst wie z.B. Flickr liegen. Sie können mit Texten, Links oder Tondokumenten angereichert und in verschiedenen Rahmungen präsentiert werden. Mehrere Fotografen könnten sich zum Beispiel auch ein virtuelles Galeriegebäude teilen.

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Jeder, der sich Dimension3 herunterlädt, soll nach dem Programmstart aus einer Liste von Künstlern auswählen und deren Ausstellung dann betreten können. Die Software könnte man daher auch als eine Art Browser für virtuelle Galerien bezeichnen. Natürlich wird dafür permanenter Internetzugang benötigt. Lässt der Künstler es zu, können die Bilder auf der Fesplatte des Nutzers auch „gepuffert“ werden, damit wird ein Offline-Betrieb möglich.

Derzeit existiert ein Galerie-Grundtyp, der verschiedene mögliche Räume beinhaltet. Stößt die Software auf entsprechendes Interesse, ist es natürlich denkbar, weitere, individuelle Bauwerke (Typen) hinzuzufügen. Selbst real existierende Galerien könnten nachgebaut und integriert werden.

Die Software ist derzeit noch im Alpha-Stadium und ich hoffe, später im Jahr einen Betatest beginnen zu können. Wer daran teilnehmen möchte, findet weitere Informationen dazu am Ende des Artikels. Es wird auf Windows und MacOS laufen, optional später auch Linux. Über eine Umsetzung für iOS denke ich noch nach, spezielle Hardware wie die Oculus Rift soll ebenfalls einmal nutzbar sein.

dim3_preview13Die Engine Unity beim Erstellen einer virtuellen Umgebung

Ein wenig „Making of“

Wie erschafft man nun eigentlich solche virtuelle Welten? Früher war so etwas für den Otto-Normalbürger nahezu unmöglich. Spezielle Tools zur Erstellung von 3D-Inhalten, zur Texturgestaltung oder die eigentlichen Grafikengines waren sündhaft teuer und Fachliteratur gab es ebenfalls kaum. In den letzten Jahren jedoch kam eine ungeheuer spannende Entwicklung in Gang. Grafikengines wie Unreal oder Unity wurden für unabhängige, kleine Entwickler plötzlich kostenlos angeboten, dank Youtube & Co wurde das Netz mit Tutorials überschwemmt und Spezialsoftware wie Autodesk Maya zur Erstellung von 3D-Inhalten wurde dank Abo-Modell auch bezahlbar.

Plötzlich fand man sich inmitten eines bunten Reigens unendlicher Möglichkeiten wieder. Für mich stand fest: ich muss mich damit befassen, irgend etwas virtuelles erschaffen. Als begeisterter Fotograf stand schnell fest, dass es eine virtuelle Fotogalerie werden sollte.

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Also habe ich mich im Sommer 2015 hingesetzt und mit Hilfe der Spiele-Engine Unity begonnen, dies umzusetzen. Die ersten Wochen gingen größtenteils für Grundlagenforschung drauf. Danach musste ich mir aneignen, mit Hilfe eines 3D-Programmes die entsprechenden Modelle zu entwerfen, also Räume, Möbel, Ausstattung. Während mir diese Arbeit gut von der Hand ging, erwies sich die Texturierung der Modelle als deutlich schwieriger, mit Feinheiten wie UV-Mapping schlage ich mich heute noch herum. Die reale Anmutung steht und fällt mit guten Texturen und meine künstliche Umgebung mutet in dieser Hinsicht noch etwas hölzern an. In diesem Bereich wäre ich sehr dankbar für Unterstützung von außen.

Dinge, die ich vorher für Kleinigkeiten gehalten hatte, erwiesen sich als größere Hürden: zum Beispiel die Ausleuchtung. Es ist unheimlich schwierig, eine stimmige und realistische Beleuchtungssituation zu erstellen. Es war relativ früh klar, dass ich kaum mit dynamischen Lichtern arbeiten kann, weil ich die Performance auch für schwächere Systeme (Tablets, Notebooks) hoch halten wollte. Also backt man die Lichter in die Texturen ein, was dazu führt, dass man keine dynamischen Situationen wie Tag/Nachtwechsel außerhalb des Gebäudes simulieren kann. Zu beachten ist, dass die Kalkulation von Licht und Schatten für heutige Computersysteme bei weitem zu viel ist und deswegen immer nur in Annäherungen erfolgt. Das hat zur Folge, dass man mit seltsamen Situationen umgehen muss, beispielsweise scheint manchmal Licht durch Wände hindurch oder Schatten stimmen nicht. Dann muss man mit Lichtblockern arbeiten oder zusätzliche Füll-Lichter setzen. Alles in allem eine durchaus nervtötende Arbeit.

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Sehr viele Gedanken musste ich in den Hauptteil der Software investieren: das Anzeigen der Bilder. Zunächst einmal müssen ziemlich viele Bilder in möglichst hoher Qualität angezeigt werden. Wir sprechen hier über bis zu 60 Bilder in Größen um 2048 Pixel oder mehr. Man kann natürlich von keinem Künstler verlangen, dass er aus seinen Fotos perfekte, quadratische Texturen baut. Im Gegenteil, der Nutzer will einfach nur sagen: ich möchte genau dieses Bild aus Flickr hier an die Wand hängen. Das bedeutet, dass die Software Dinge schlucken muss, die im Bereich des Texturing eigentlich nicht zum guten Ton gehören. Damit kommen wir sehr schnell in die Performance-Hölle und müssen die Fotoqualität zurückschrauben. Eine ganz wesentliche Stellschraube in Sachen Performance ist also die Texturgröße der Ausstellungsbilder. Auf guten Spiele-Rechnern kann man hier bedenkenlos in die vollen gehen während man bei älteren Notebooks durchaus etwas zurückdrehen muss. Da solch ältere Rechner aber meist keine besonders hochauflösenden Displays haben, ist das in dem Falle unter Umständen verschmerzbar. Gerade ältere MacBooks schlagen sich hier überraschend gut. Die neuesten 5K-iMacs hingegen sind grafisch für die hohe Auflösung eher zu schwach motorisiert (übrigens ein generelles Apple-Problem, welches sich auch dahingehend niederschlägt, dass es zunächst keine Unterstützung für virtuelle Headsets wie die Oculus Rift unter OSX geben wird).

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Aber nicht nur die Darstellung der Bilder war eine Herausforderung, sondern auch die Verwaltung. Man könnte meinen, das sei alles kein Problem, weil diese Funktion ja faktisch ausgelagert ist – schließlich liegen die Bilder auf externen Servern wie z.B. der eigenen Homepage oder auch Flickr. Ganz so einfach ist es aber nicht. Wenn eine Galerie beispielsweise aus bis zu 60 Bildern oder mehr besteht, dauert es eine ganze Weile, diese herunterzuladen. Es gibt daher die Möglichkeit, die Bilder zu cachen, also auf der Platte des Nutzer vorzuhalten. Solch ein Mechanismus ist alles andere als einfach, denn es muss nun bei jedem Besuch der Galerie abgefragt werden, ob der Künstler vielleicht ein neues Bild an diese Stelle „gehangen“ hat (dann muss das Bild neu heruntergeladen und der Cache erneuert werden). Hat der Künstler ein Bild entfernt, muss es natürlich auch aus dem Cache des Nutzers verschwinden und schließlich stellt sich die ganz grundsätzliche Frage: müssen die vorgeladenen Bilder nicht eigentlich verschlüsselt auf dem Rechner des Nutzers liegen (immerhin kann es sich um Copyright-geschütztes Material handeln)? Setzt man aber eine Verschlüsselung ein, leidet bei vielen Bildern schnell wieder die Performance – zumindest auf Tablets oder Notebooks.

Aus der Notwendigkeit der Verwaltung der vorgeladenen Bilder ergab sich also die Notwendigkeit eines kompletten Versionierungssystems, ein knochentrockenes und anstrengendes Thema.

dim3_preview12Ableton Live beim Erstellen und Abmischen der Geräusche

Die letzte große Herausforderung war das Thema „Geräusche“. Sound ist ein unterschätztes Thema und trägt wesentlich zum Realismus-Gefühl bei. Sei es das Geräusch der eigenen Schritte auf verschiedenem Untergrund, das leise Summen von Lampen, das Rauschen der Klimaanlage oder der entfernte Verkehr auf den Straßen. All diese Geräusche musste ich mir entweder beschaffen oder selbst erstellen. Als glücklicher Umstand ergab sich hier, dass ich eine Version von Ableton Live auf dem Rechner habe. Diese Software – eigentlich ein Tool für Live Performances – stellte sich als perfektes Werkzeug heraus. Ich konnte beliebige Geräusche einfach editieren, loopen, mit endlosen Effekten verfremden (schneller, langsamer oder höher und tiefer, Hall, etc.), im Kontext der anderen Sounds anhören und schließlich in die Grafik-Engine übertragen.

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Beschränkungen der Software

Dimension3 soll Bilder in möglichst hochwertiger Qualität in einer frei begehbaren, dreidimensionalen Welt präsentieren. Das nicht jeder Computer dazu in der Lage ist, dies leistungsmäßig zu stemmen, sollte klar sein. Die Höhe der Bildschirmauflösung ist dabei sehr ausschlaggebend, so kann es passieren, dass die Leistung eines 2009er Macbooks (mit dessen niedriger Auflösung) völlig ausreicht, ein aktueller iMac mit 27″-Display jedoch gehörig ins Schwitzen kommt. In der PC-Welt sollte es generell viel weniger Probleme geben, ein durchschnittlicher Rechner mit Mittelklasse-Grafikkarte sollte bereits ausreichen.

Ich bin durchaus interessiert daran, die Software auch für Tablets (zumindest das iPad) anzubieten. Die Konvertierung dafür ist jedoch aufwändig und ich habe bisher keinen Überblick, inwiefern die Leistung dieser Geräte ausreichend ist. Höhere Priorität hat für mich eher die Anbindung von VR-Hardware wie Oculus Rift. Eine Umsetzung für Smartphones peile ich nicht an, weil das kleine Display dieser Geräte der ursprünglichen Idee einer hochwertigen Bildpräsentation zuwiderläuft (abgesehen von der Leistungsfrage).

Wie bereits oben erwähnt, bin ich eher Programmierer als 3D-Designer oder Textur-Künstler. Die Grafik ist daher eher zweckmäßig geraten und bleibt etwas hinter meinen eigenen Vorstellungen zurück. Für Hilfe in dieser Richtung bin ich durchaus dankbar und empfänglich.

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