Aktuell | Forschung | c't | heise magazine

Mit virtuellen Freunden in die virtuelle Oper

Ein virtueller Zwilling des Chemnitzer Opernhauses soll in Zukunft Avataren Einlass gewähren. Im Projekt SocialSTAGE-VR sorgt ein Forscherteam auf jedem virtuellen Platz für passende Blickwinkel und räumliche Klangwiedergabe.

Über das Polygonnetz, das die räumliche Struktur des Opernhauses abbildet, legen die Forscher eine 3D-Textur.

Bild: TU Chemnitz

Ein virtueller Zuschauerraum liefert künftig aus stereoskopen Bühnenaufnahmen für jeden Platz die passende Sicht sowie den Klang aus der erwarteten Richtung.

Bild: TU Chemnitz

Ein Opernabend verspricht mehr als Musikgenuss und Bühnenbild, er ist auch ein gesellschaftliches Ereignis. Die soziale Präsenz anderer Menschen ist dabei ein wesentlicher Bestandteil. Ein Team unter der Projektkoordination von Frank Dittrich, Professor für Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement an der Technischen Universität Chemnitz, hat nun einen virtuellen Zwilling des Chemnitzer Opernhauses und insbesondere des Saales erstellt. Dabei setzten die Forscher verschiedene Techniken ein, etwa die Fotogrammetrie. Dabei entsteht aus zahlreichen Fotoaufnahmen, zum Teil auch von Drohnen geschossen, teilautomatisiert ein 3D-Modell. Parallel kamen 360-Grad-Aufnahmen zum Einsatz sowie auch stationäres Laserscanning sowie mobile LiDAR-Sensoren, die jeweils die Umgebung mit Streckenmessungen abtasteten.

Das möglichst realistische 3D-Modell des Veranstaltungsraums wollen die beteiligten Partner in weiteren Schritten des Projektes SocialSTAGE-VR zu einer immersiven Veranstaltungsumgebung für Online-Besucher mit VR-Brille und Kopfhörer ausbauen. So haben Techniker des Projektpartners Die Etagen GmbH aus Osnabrück Konzerte mit stereoskopischen Kamerasystemen aufgenommen. Damit ermöglichen sie, dass der virtuelle Besucher von seinem Platz aus die Künstler auf der Bühne mit der passenden Perspektive sieht. Für den Ton steuert das Fraunhofer-Institut für integrierte Schaltungen aus Erlangen Klangbibliotheken bei. Damit soll das Hörerlebnis für den Opernbesucher aus der erwarteten Richtung erschallen. Zusätzlich arbeiten weitere Partner an der Einbindung individualisierter Avatare, die sich sogar miteinander austauschen können. Studien mit Probanden an der TU Chemnitz sollen demnächst zeigen, wie immersiv die Teilnehmer ihren virtuellen Opernbesuch wahrnehmen. (agr@ct.de)

14 Photonen verschränkt

Zwei konisch geformte Spiegel im Inneren des optischen Resonators halten ein rotierendes Rubidiumatom. Das emittiert auf Anregung ein Photon nach dem anderen, die alle miteinander verschränkt sind.

Bild: Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Einem Forscherteam um Gerhard Rempe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ist es gelungen, bis zu 14 miteinander verschränkte Photonen im Labor zu erzeugen. Die Forscher hielten ein einzelnes Rubidiumatom in einem optischen Hohlraumresonator fest und regten es mit Laserlicht gezielt an, sodass es jeweils ein Photon aussandte. Jedes dieser Photonen war mit der Rotation des Rubidiumatoms verschränkt. So gelang es, Ketten von bis zu 14 miteinander verschränkten Photonen zu erzeugen.

Das neue Verfahren ist gezielt und zuverlässig einsetzbar. Bisher setzten Wissenschaftler zumeist auf verschränkte Photonen, die zufällig und unkontrollierbar entstehen, wenn ein Lichtstrahl einen nichtlinearen Kristall passiert. Eine große Anzahl verschränkter Photonen könnte in Zukunft Quantenkryptografie robust gegen Lichtverluste absichern. Zudem benötigen Quantencomputer der Zukunft für komplexe Berechnungen eine hohe Zahl verschränkter Qubits, zum Beispiel in Form von Photonen. (agr@ct.de)

Supraleitende Diode

Ein internationales Forscherteam der Universität Innsbruck und der Brown University in Providence, Rhode Island, hat erstmals eine supraleitende Diode entwickelt, ohne dafür ein externes Magnetfeld zu Hilfe zu nehmen. In Durchlassrichtung leitet diese Diode elektrischen Strom verlustfrei, wirkt aber in Gegenrichtung als elektrischer Widerstand. Sie ist aus drei Graphenschichten aufgebaut, deren zweidimensionale Kohlenstoffgitter gegeneinander verdreht sind. In dieser Konfiguration entstehen bei angelegter elektrischer Spannung zugleich ein internes Magnetfeld und Supraleitung, und das bereits bei relativ hohen Temperaturen bis zu drei Kelvin. Überdies konnten die Forscher die Diodenrichtung mithilfe eines elektrischen Feldes von außen gezielt umkehren. (agr@ct.de)