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Healthcare


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Anatomie à la Hollywood

"Cinematic Rendering"-Technologie für die Diagnostik im Ars Electronica Center.

Im Deep Space 8K des Linzer Ars Electronica Centers wird dieses Wochenende ein Blick in den Anatomiesaal der Zukunft geworfen. Mit einer Konsole steuert Franz Fellner, Primar am Linzer AKH,  von den Blutgefäßen im Gehirn, über Hals und Bauch bis zu den Wirbeln: Die neuartige Technik des "Cinematic Rendering" ermöglicht eine dreidimensionale, fotorealistische Reise durch den menschlichen Körper. Dieselbe Technologie, die für die Animation des Gollum aus Peter Jacksons "Herr der Ringe" verwendet wurde, wird dabei auf Darstellungen aus dem Körperinneren umgelegt. Bilder aus Comutertomografien werden dreidimensional erlebbar, Gefäße und Knochen filmisch visualisiert. Fellner führt vor, wie man durch Hinein- und Hinauszoomen bestimmte Körperteile fokussieren, Kontraste verstärken und somit Gefäßerweiterungen oder Knochenbrüche genau begutachten kann.

Anatomische Details in HD
Mit "Cinematic Rendering" hat Siemens einen neuartigen Rendering-Algorithmus auf physikalischen Grundlagen entwickelt, der die komplexe Interaktion von Photonen und der gescannten Anatomie des Patienten simuliert. Im Gegensatz zum klassischen Volume Rendering führt man mit der neuen Technologie eine physikalische Simulation durch. Während traditionelle Volumen-Rendering-Techniken einfach vordefinierte Farb-, Trübungs- und Helligkeitswerte anwenden und dabei von einer künstlichen Lichtquelle ausgehen, kann die Simulation der Lichtausbreitung beim Cinematic Rendering durch Effekte wie Umgebungseinflüsse, Schattenwürfe, Lichtbrechungen, Verdeckungen, Streuungen und weiche Schatten einen hohen Dynamikumfang erzeugen und so in Sekunden anatomische Details hochauflösend darstellen.

Wie im Film
Techniken wie variable Blendenöffnungen und Bewegungsunschärfe kommen auch in der Filmbranche zur Anwendung. Klaus Engel von Siemens Healthcare dazu: „Wir benutzen zur Beleuchtung der Szene fotografisch aufgenommene Kugelpanoramen. Die Filmindustrie macht das, um digitale Charaktere in Szenen mit echten Schauspielern glaubhaft zu integrieren. Damit die Beleuchtung der digitalen Figur, die häufig erst lange nach der Aufnahme in die Szene eingefügt wird, realistisch wirkt, wird zur Aufnahmezeit ein Kugelpanorama aufgenommen. Dieses wird später  zur Beleuchtungsberechnung  eingesetzt. Licht und Schatten sowie die komplette Färbung der Szene ist dadurch bei den echten Schauspielern und den digital eingefügten Charakteren identisch.“

Autor:
Claus Gerhalter

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