Was sind Gigapixel Bilder?
Seit wann gibt es Sie?
Wo steht die Entwicklung momentan?
Was kann ich mit Gigapixel Bildern anfangen oder besser wozu eigentlich sollte ich mich mit diesem Thema auseinander setzen?

Überblick

Gigapixel Bilder sind Bilder in elektronischer Form, die die Größenordnung von einer Milliarde Pixel übersteigen. Zum Vergleich ein 10 Megapixel Bild (Standard Kamera) besitzt nur 10 Millionen Pixel.

Für professionelle Gigapixel Fotografen ist es entscheidend, dass sie sich am Rande des physikalisch Machbaren bewegen, eine höhere Auflösung bringt dann keinen weiteren Qualitätsgewinn.

Dieses „Limit“ wird durch die sich bewegenden Luftschichten zwischen Motiv und Objektiv bestimmt. „Echte“ Gigapixel Bilder mittels Digitalkamera sind seit ca. 10 Jahren vorhanden. Dennoch ist die hochauflösende Fotografie schon fast so alt wie die Fotografie selbst. (Hier wurden sehr große Platten belichtet.)

Mit heutiger digitaler Scantechnik, sind die Bilder auch im Gigapixel Bereich. Hier ist hervorzuheben, dass die Platten zwar sehr alt sind aber der limitierende Faktor noch immer die Scanner sind und höhe Auflösung durch neuere Scanverfahren erzeugt werden.

Durch die digitale Fotografie ist es heutzutage jedem möglich recht einfach eigene Gigapixel Bilder zu erstellen, allerdings ist der Arbeitsaufwand größer, als bei einem „normalen“ Bild. Neben der schon seit einigen Jahren etablierten Kugelpanorama Gigapixel Darstellung und der stand alone Foto Gigapixel Darstellung gibt es spannende Neuentwicklungen in dem Bereich.

Hier sind im Besonderen Zeitraffer Gigapixel zu nennen und multi‐viewpoint Gigapixel.

Zeitraffer Gigapixel

Zeitraffer Gigapixel beinhalten zwei sehr große Herausforderungen, zum einen die Serienherstellung von Gigapixel Bildern und die vernünftige Darstellung des Zeitraffers ohne direkt einen Hochleistungsrechner zu besitzen. Die Erstellung ist mit genügend Rechenleistung recht gut realisierbar, da die Arbeitsschritte immer die Selben sind und so sehr gut automatisiert werden können. Bei dem Viewer wird ähnlich vorgegangen, wie bei normalen Gigapixel Bildern.

Um Gigapixel Bilder vernünftig darzustellen wird eine Pyramidenstruktur aus Bildern erstellt die wiederrum gekachelt sind. So muss nur der Bildausschnitt in verschiedenen Zoomstufen geladen werden, der auch nur auf den Monitor zu sehen ist. Um ein Zeitraffer darzustellen, besteht die einzelne Kachel nicht aus einem Bild, sondern aus einem kleinen Zeitraffer. So können auch Zeitraffer Gigapixel im Internet dargestellt werden. Insbesondere amerikanische Universitäten beschäftigen sich mit dieser Problematik und haben auch schon gute Umsetzungen gezeigt.

Multi-viewpoint Gigapixel

Multi‐viewpoint Gigapixel ermöglichen, dass das Motiv selber noch gedreht werden kann und so von verschiedenen Perspektiven extrem hochauflösend betrachtbar ist. Die besondere Schwierigkeit besteht hier, das eine Serienproduktion von Gigapixel Bildern gewährleistet sein muss und dies sogar noch in einer weitaus zeitrelevanten Betrachtung, da sich die Lichtsituation schnell ändert und alle Ansichten in einem gewissen Zeitfenster erzeugt werden müssen. Hier besteht auch das Problem, dass dies nicht vollständig automatisiert werden kann, da hier jedes Bild etwas anders ist. Ebenso muss auch die Darstellung neu überdacht werden, da die gekachelte Pyramidenstruktur allein nicht mehr ausreicht. Bei der Erstellung, Auswahl und Anzahl der Fotoaufnahmen kommt einem zur Hilfe, dass das menschliche Auge träge bei der Betrachtung von Bewegung ist und so eine überschaubare Anzahl von Betrachtungspunkten ausreichen. Bei der Darstellung solcher multi‐viewpoint Gigapixel muss zusätzlich eine weitere Dimension hinein gebracht werden. Hier können Sie sich eine Pyramidenstruktur vorstellen, die jeweils ineinander mit einem kleinen Versatz gestellt sind ‐ bei 360° wäre dies am Ende ein Kreis bestehend aus sehr vielen Pyramidenstrukturen.

Ein multi‐viewpoint Testpanorama konnte auch schon umgesetzt werden. Insbesondere die fotografischen Schwierigkeiten in Verbindung mit sich bewegenden Schatten ist sehr schwierig beizukommen, wenn ein gewisser Qualitätsstandart gehalten werden soll.

Anwendungsbereich Medizin

Insbesondere im medizinischen Bereich ist die Darstellung von hochauflösenden Bildern schon heute Alltag. Um Gewebeproben z.B. miteinander zu vergleichen. Dies sind vorrangig offline Anwendungen, hier werden auch völlig neuartige Algorithmen entwickelt, um eine Echtzeitdarstellung von Gigapixel Bildern zu gewährleisten.

Ebenso ist die Arbeit mit verschiedenen Gigapixel Ebenen von emanenter Bedeutung. Hiermit beschäftigt sich die Bauhaus Universität Weimar vor allem im Bereich Stresstest mit extrem großen gelayerten Gigapixel Bildern für den Vergleichsvorgang. Die Firma Querdenker Ltd. ist auch dabei diese Ebenendarstellung für die online Betrachtung umzusetzen, allerdings ohne den Block der Echtzeitdarstellung, da hier zu viele Daten anfallen würden.

Echtzeit Überwachung

Ein komplett anderes Gebiet, welches speziell für Echtzeit Überwachung konzipiert ist. Ist die Verwendung von hochauflösenden Kameraarrays, hier ist es später bei der Auswertung möglich, wie im Kinotrick immer weiter hinein zu zoomen und so z.B. kleinste Details sichtbar zu machen. Die größte Schwierigkeit hier ist die extreme Datenmenge und die Rechenkapazität die dafür notwendig ist. Momentan gibt es hierfür noch keine vorzeigbare Umsetzung.

Gigapixel Bilder werden in vielen anderen Bereichen immer mehr an Bedeutung gewinnen, da sie die allgemeine Übersicht mit extremen Detailreichtum miteinander verbinden. Hier ergeben sich auch völlig neue Möglichkeiten der Dokumentation, Überwachung, Darstellung, Information, Werbung, Lehre, Kontrolle, Spiele, usw. Neben der gesamten virtuellen Originalgrößenbetrachtung sei noch erwähnt, dass diese Bilder in quasi jeglicher Größe in Fotoqualität auch gedruckt werden können, was wiederum neue Gebiete in Werbung, Dekoration, Kunst, usw. eröffnet.

Mit voranschreitender Leistungsfähigkeit der Rechentechnik außerhalb eines Rechenzentrums werden diese Art von Bildern eine feste Größe in der Bilddarstellung der Zukunft besitzen.

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mit freundlicher Unterstützung von:
Daniel Richter, Gründer, www.Querdenker-Gigapixel.de