Computerspiele Pixelfiguren werden lebendig

Von Oliver Klempert 

Weniger kantig und täuschend echt sollen sich die Figuren im Computerspiel „Assassin’s Creed 3“ bewegen. Dahinter stecken Schauspieler und Stuntmen, die den Charakteren Leben einhauchen. Die Methoden des Motion Capturing werden immer raffinierter.

Auch die Stunts der Spielfigur Connor sollen möglichst lebensecht aussehen. Foto: Ubisoft
Auch die Stunts der Spielfigur Connor sollen möglichst lebensecht aussehen. Foto: Ubisoft

Stuttgart - Der Held springt gekonnt von Ast zu Ast, um sich schließlich von oben auf sein Opfer zu stürzen. Im kommenden Actionspiel „Assassin’s Creed 3“ des Herstellers Ubisoft schlüpft der Spieler in die Haut eines Attentäters, der die Zeit des US-amerikanischen Unabhängigkeitskrieges durchlebt: Connor, ein junger Krieger, kämpft um seine Heimat. Die Software, die im Herbst für verschiedene Spielkonsolen und für den Computer erscheinen soll, will dabei mehr sein als nur ein Actionspiel. Die Macher versprechen eine interaktive Geschichtsstunde, in der die Spieler die Geburt einer Nation aus den Augen einer einzelnen Person erleben und nachvollziehen sollen. Connor kann fast überall hingehen, wo er möchte, er kann heimlich Gespräche belauschen – oder eben aus dem Hinterhalt seine Attentate verüben.

Dafür muss der virtuelle Held viel klettern, springen und kriechen. Das ist für Actionspiele nichts Ungewöhnliches und beispielsweise aus dem Spiel „Tomb Raider“ vertraut, in der die Figur Lara Croft ebenfalls waghalsige Kletterpartien absolvieren muss. Und doch legt Connor die Messlatte ein wenig höher, denn er bewegt sich fast so wie ein Mensch. Das zumindest verspricht der Hersteller Ubisoft: Für die Hauptfigur des Spiels seien 1000 Bewegungen digitalisiert worden. So stapft Connor etwa in der Wildnis des amerikanischen Kontinents lebensecht durch meterhohen Schnee, steht am Steuer eines Schlachtschiffes, rudert einen Fluss entlang oder spannt gekonnt Pfeil und Bogen.

Möglich macht dies die Technik des Motion Capturings, die bei Computerspielen schon seit Jahren eingesetzt wird, die nun aber mit Connor einen neuen Höhepunkt erreicht. Ein Schauspieler – für die gefährlichen Sprünge und Kletterpartien auch ein Stuntman – wird zu diesem Zweck in einen hautengen schwarzen Anzug eingekleidet, dieser wiederum mit weißen Punkten beklebt, den Markern. Bei gleichmäßiger Beleuchtung in einem Raum mit einfarbig gestrichenen Wänden nehmen dann Kameras die Bewegungen des Schauspielers aus verschiedenen Richtungen auf.

Am schwierigsten ist die Mimik

Der Computer identifiziert die Markierungen im Videomaterial und errechnet aus ihren relativen Positionen zueinander die dreidimensionalen Koordinaten. In einem 3-D-Programm werden die Koordinaten der Markierungspunkte zu einer Art dreidimensionalen Strichmännchen verbunden, das die Bewegung darstellen kann. Dieses Strichmännchen dient als Grundfigur für den Spielhelden Connor.

Durch diese Bewegungserfassung können komplexe Bewegungsabläufe relativ zügig digitalisiert werden. Dabei hat die Technik in den vergangenen Jahren riesige Fortschritte gemacht. Computerspiele und Kinofilme kommen kaum noch ohne Motion Capturing aus. Berühmtestes Beispiel ist die Figur Gollum aus den „Herr der Ringe“-Filmen, die am Computer entstand.

Und doch ist eine realistisch wirkende Animation zu erstellen immer noch eine Herausforderung. Den Gang eines Menschen nachzubilden bedeutet zum Beispiel nicht nur einfach einen Fuß vor den anderen zu setzen, sondern eine spezielle Abfolge von Bewegungen des ganzen Körpers zu koordinieren. Allen technischen Fortschritten zum Trotz entstand am Bildschirm stets eine Bewegung, die von Zuschauern als künstlich empfunden wurde – selbst wenn die zugrunde liegenden Daten natürlichen Ursprungs waren.

Das liegt unter anderem daran, dass das digitale Strichmännchen über weniger Gelenke verfügt als ein Mensch. Die Bewegung erscheint daher immer ein wenig kantiger als in der Realität. Für das Spiel „Assassin’s Creed 3“ hat man versucht, diesen Eindruck durch ein feineres digitales Modell zu vermeiden. „Eine besondere Herausforderung für uns ist es zum Beispiel, Connor in der Wildnis auf ganz natürliche Weise klettern zu lassen. Bäume haben schließlich keine rechten Winkel wie Häuser“, erklärt Alex Hutchinson, Creative Director bei Ubisoft. Klettert Connor auf einen Baum, soll er mit seinen Händen die Äste perfekt umklammern.

Aus dem Labor in die reale Welt

Wurden früher Lippenbewegungen am Computer nachgezeichnet, so werden diese mittlerweile direkt beim Schauspieler abgefilmt, dem dafür direkt vor dem Gesicht eine Kamera gehängt wird. „Nichts ist so schwer natürlich wiederzugeben wie Gesichtsmuskeln“, erläutert Hutchinson. Die Palette menschlicher Gefühlsregungen sei schließlich sehr breit. Wolle man einer Spielerfigur einen Charakter mitgeben, so dürfe man diese nicht vernachlässigen.

Neue Wege zur Analyse menschlicher Bewegungen geht man hingegen am Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken. Allein mit Videokameras, Mathematik und Rechenkraft wollen Forscher automatisiert erkennen, wie sich Personen bewegen. Das von Informatikern entwickelte Verfahren soll nicht nur Trickfilm-Spezialisten helfen, sondern beispielsweise auch Chirurgen, die eine Operation vorab am Computer planen wollen.

Christian Theobalt, Informatiker an der Universität des Saarlandes und Leiter einer Forschergruppe am Max-Planck-Institut für Informatik, hat dazu gemeinsam mit Kollegen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich ein Verfahren entwickelt, das nicht nur ohne Markierungspunkte am Körper des Schauspielers auskommt, sondern die Bewegung auch viel schneller erfasst. „Das wissenschaftlich Neue ist die Art und Weise, wie wir die gefilmte Szene im Computer repräsentieren und berechnen“, erklärt er.

Wenn beispielsweise ein Sportler im Labor gefilmt wird, während er ein Rad schlägt, berechnet der Computer die Bewegungen seines Skeletts und zeigt dies in Form einer knallroten Figur auf dem Bildschirm an. Die Berechnung läuft so schnell, dass man keinen Zeitverzug bemerkt. „Wir sind überzeugt, dass mit dem Ansatz sogar Motion Capturing in freier Natur, zum Beispiel in einem Olympiastadion, möglich ist“, erklärt Theobalt. Die für den Ansatz notwendige Technik ist recht preiswert. Lediglich Videokameras, die synchron filmen, seien erforderlich. Fünf Kameras müssten genügen.