Ein Schritt in Richtung interaktive Bibliothek: Mittels einer Software können Bibliotheken und Museen detailgetreue 3D-Modelle ihrer Bücher und Ausstellungsstücke generieren und so wertvolle Exponate, die sonst ein Dasein hinter Sicherheitsglas fristen, allen Besuchern zugänglich machen. Präsentiert werden sie mit Hilfe des »Interactive 3D-Book Explorer«, der ohne Berührung des Displays und nur über Handgesten gesteuert werden kann. Um die Objekte zu sehen, braucht der Betrachter bei bestimmten Displays nicht einmal eine 3D-Brille.

Die Bayerische Staatsbibliothek zählt zu den bedeutendsten Universalbibliotheken Europas, ihr Bestand umfasst mehr als 9,8 Millionen Bände. Wie in anderen Bibliotheken auch, finden sich darunter zahlreiche antike Bücher, die zu wertvoll sind, um sie einer breiten Leserschaft zugänglich machen zu können. Sie fristen ihr Dasein hinter dickem Sicherheitsglas, das sie schützt. Viele sind prunkvoll mit Gold und Edelsteinen verziert und haben einen Wert von mehreren Millionen Euro. Um die Inhalte der kostbaren Ausstellungsstücke vor dem Vergessen zu schützen, werden sie vielerorts digitalisiert. So auch in der Bayerischen Staatsbibliothek. Das Ergebnis dieser mittlerweile schon fast klassischen Archivierungstechnik ist letztlich jedoch nur eine Sammlung zweidimensionaler Einzelseiten. Deshalb haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin gemeinsam mit Mitarbeitern der Bayerischen Staatsbibliothek den »Interactive 3D-Book Explorer« entwickelt, mit dessen Hilfe sich eine dreidimensionale Darstellung der wertvollen Handschriften und Drucke erzeugen lässt. So können Bibliotheksbesucher in aller Ruhe in den Exponaten lesen und stöbern, ohne sie zu gefährden. »Bei zweidimensionalen Scans bleiben zwar einzelne Seiten erhalten, aber das Buch als Ganzes geht verloren«, sagt Paul Chojecki, Geschäftsfeldleiter »Berührungslose Interaktion« am HHI. Als 3D-Modell bestehen die Bücher nicht nur aus Einzelseiten, sondern verfügen auch über Buchdeckel und Buchrücken. Die Simulation soll dem echten Exemplar möglichst nahe kommen. »Bisher war es für Bibliotheken sehr aufwendig, solche 3D-Modelle erstellen zu lassen, in der Regel mussten hierfür externe Anbieter beauftragt werden«, erklärt Chojecki. Das gehört nun der Vergangenheit an: Mit der Software der Fraunhofer-Forscher können die Mitarbeiter der Bibliothek die 3D-Modelle leicht selbst anfertigen. »Das Programm ist sehr visuell orientiert und kann auch von jemandem ohne Informatikhintergrund bedient werden.« Nach dem Scannen werden die digitalisierten Bücher von den Mitarbeitern um Einzelheiten wie Größe, Dicke und Seitenzahl ergänzt. Anschließend generiert die Software daraus ein detailgetreues, dreidimensionales Abbild des Buches.

 
Die Modelle können auf unterschiedlichen Displays dargestellt werden. In der Bayerischen Staatsbibliothek beispielsweise wird ein »Free2C Kiosk« genutzt, der ebenfalls am HHI entwickelt wurde. Mit Hilfe dieses Ein- und Ausgabegeräts können 3D-Objekte gezeigt werden, ohne dass der Betrachter hierfür eine 3D-Brille aufsetzen muss. Das dargestellte Objekt ist mit bloßem Auge erkennbar und wirkt, als schwebe es vor dem Betrachter im Raum. Das funktioniert, indem der Bildschirm des 3D-Terminals dem rechten und dem linken Auge des Nutzers unterschiedliche Bilder zeigt, sodass ein räumliches Bild wahrgenommen werden kann. Zusätzlich erfasst das Gerät die Position der Hände und Finger des Betrachters und kann von ihm berührungslos gesteuert werden. Nur mit Handgesten kann er so das Buch drehen, eine bestimmte Seite aufschlagen, umblättern oder die Ansicht vergrößern. Dabei werden die Bewegungen der Finger von einer Infrarot-Kamera erfasst und eine Bildverarbeitungssoftware erkennt millimetergenau aus den Kamerabildern die räumliche Position der Finger in Echzeit. Selbst kleinste Fingerbewegungen werden so in Cursor-Bewegungen umgesetzt. Der Vorteil: » Der Nutzer kann sich völlig frei bewegen, während er das Objekt betrachtet. Wir wollen die Interaktion möglichst natürlich gestalten«, erklärt Chojecki. Zusätzlich können Verknüpfungen zu anderen Büchern, die die Software ebenfalls darstellen kann, erstellt werden.

Die Zusammenarbeit des HHI mit der Bayerischen Staatsbibliothek begann 2009. Dort war das »virtuelle Buch« zunächst nur auf zweidimensionalen Bildschirmen im Einsatz. Im Oktober 2012 feierte der »Interactive 3D-Book Explorer« im Rahmen der Ausstellung »Pracht in Pergament« in der Kunsthalle der Hypo-Kulturstiftung in München seine Premiere. Die Ausstellung zeigt über 1.000 Jahre alte, prachtvolle Bücher aus dem Bestand der Bayerischen Staatsbibliothek, die zwischen dem 8. und 12. Jahrhundert angefertigt wurden.
Der Einsatz des »Interactive 3D-Book Explorers« ist nicht nur in Bibliotheken und Museen denkbar: »Er könnte zum Beispiel von Buchhändlern genutzt werden, die ihren Kunden die digitale Ausgabe eines Buches zeigen möchten, das sie gerade nicht vorrätig haben“, sagt Chojecki. Auch für Produktpräsentationen, wie sie beispielsweise auf Messen stattfinden, eignet sich die Software. Entwickelt wurde die Software mittels der institutseigenen Entwicklungsumgebung »Workbench3D«. Sie kann individuell angepasst werden, zum Beispiel in Bezug auf bestimmte Gesten oder Handinteraktionen. (mdi)

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