Variables Tempo: Bildgestaltung mit unterschiedlichen Framerates

Eine höhere Bildwiederholrate macht das Bild klarer – doch es verliert auch den Kino-Look und wirkt befremdlich plastisch. Die ­Saar­brücker Forscher nutzen die Werkzeuge der Postproduktion: Mittels Masken und Tracking werden Bildbereiche ausgewählt und ­verfolgt, die unterschiedliche Wiederholraten bekommen. Bildausschnitte eines Videos können ­beliebig in Richtung höherer Brillianz und ­Detailreichtum oder gewünschter Ästhetik ­verändert werden. Die Algorithmen verhindern Artefakte zwischen den Teilbereichen. So läßt sich auch dies für die Bildgestaltung nutzen. | Foto © Max-Planck-Institut, Blender Foundation?(CC)

Visuelle Artefakte im Film oder im Video sind häufig der begrenzten Bildwiederholrate geschuldet, gerne auch Framerate genannt. Die legt fest, wie weit ein Objekt bestimmter Geschwindigkeit zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbildern verschoben wird. Schnelle Bewegungen führen bei niedrigen Bildwiederholraten mitunter zu störenden Effekten – das Bild verschwimmt, flackert oder ruckelt. Teilweise treten auch optische Illusionen auf, wie etwa der ­„Wagenradeffekt“, bei dem ein Speichenrad rückwärts zu laufen scheint, wenn die Bildwiederholrate zu niedrig und der Szene nicht angepasst ist.

Höhere Bildwiederholraten können diese Artefakte reduzieren oder vermeiden, feinere Details darstellen und die Brillianz erhöhen. Die bessere Bildqualität ist in der Lage, bewegte ­Objekte präziser darzustellen, kann jedoch zugleich einen plastischen Look wie in einer Seifenoper erzeugen. Manche Zuschauer mögen das nicht.

Es gibt schon einige Beispiele, Filme mit unüblichen Bildwiederholraten zu produzieren. „Der Hobbit“ etwa wurde mit 48 Einzelbildern je Sekunde gedreht, und die Disneystudios haben mit geänderten Frequenzen bis hinab zu 6 Bildern innerhalb eines 48-Bilder-pro-Sekunde-Films experimentiert. Durch Einsatz variabler anstatt der derzeit verfügbaren begrenzten Anzahl von festen Bildwiederholraten lassen sich je nach Intension Teile der Darstellung hervorheben oder abdämmen, natürlich ­erscheinen oder künstlerisch verändern. Dem Filmproduktionsteam eröffnet sich hierdurch ein zusätzliches Gestaltungsmittel.

In den Arbeitsgruppen von Dr. Piotr Didyk von der Universität des Saarlandes und Professor Karol Myszkowski vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken entstand die Idee, mittels Computeralgorithmen unterschiedliche Bildwiederholraten zu emulieren. Piotr Didyk, Nachwuchsgruppenleiter am Exzellenzcluster Multimodal Computing and Communication erläutert: „Wir wollten beliebig wählbare Ausschnitte des Bildes mit frei wählbarer Bildwiederholrate darstellen. Eine der vielen Herausforderung bestand darin, keine Brüche in der Darstellung beim Übergang zu erzeugen, sondern die Bereiche verschiedener Bildfrequenz gleitend ineinander übergehen zu lassen.“

Durch diese Technik ist es möglich, verschiedene Bildbereiche mit jeweils individueller und die Zwischenbereiche mit gleitend angepasster Bildwiederholrate darzustellen – dabei werden keine störenden visuellen Effekte erzeugt. Die technisch wiedergegebene Framerate bleibt gleich (zum Beispiel bei 48 Bildern pro Sekunde), während die durch den Zuschauer wahrgenommene Framerate variiert werden kann.

Dr. Krzysztof Templin, der Hauptbeteiligte an dieser Forschung, ehemaliger Doktorand bei Myszkowski und Prof. Hans-Peter Seidel und Erstautor der zugehörigen Veröffentlichung führt aus: „Die Bildfolge wird insgesamt so synchronisiert, dass als Ende ein Video-Stream mit der Bildwiederholrate des Anzeigegerätes entsteht. Dank unserer Technik zeigt die Darstellung aber die Effekte lokal angepasster Bildwiederholraten.“ Potenzielle Anwender sind Filmstudios und Videokünstler, auch Filmhochschulen zeigten sich besonders interessiert.

Zur Zeit untersuchen die Wissenschaftler Möglichkeiten zur Nutzung der Technik in Filmproduktionen und Fernsehern, ein internationales Patent wurde beantragt. Der Öffentlichkeit wurde die Technik der variablen Bildwiederholrate im vorigen Sommer in den USA mit einem Vortrag auf der Siggraph vorgestellt, der weltgrößten und bedeutendste Konferenz zu Computergrafik.

Die Technik soll jetzt aus dem Stadium des Labormusters zu einem kommerziellen Produkt weiterentwickelt werden. Mit einer Ausschreibung suchen die Universität des Saarlandes und die Max-Planck-Gesellschaft potentielle Unternehmensgründer, um die „Revolutionäre Bildsoftware für Hollywood“ zum Erfolg zu führen. Einschlägige Erfahrungen als Unternehmer und in der Filmbranche seien erwünscht, Informatikwissen „nicht unbedingt notwendig, jedoch auch nicht nachteilig“, heißt es weiter in der Ausschreibung.

Weitere Informationen erteilt (Aktiviere Javascript, um die Email-Adresse zu sehen)" target="_blank">Michael Weidner [E-Mail] vom IP->Company ­Initiator Projekt der KWT – Universität des Saarlandes­. 

Ein Videobeispiel  für kontinuierlich veränderte Bildwiederholraten sehen Sie hier. Den wissenschaftlichen Aufsatz [Englisch] mit Beispielen lesen Sie hier.