Presseinfo 39: Stuttgarter Informatiker erforschen unsere Wahrnehmung zu virtueller Computergrafik  Copyright: Universität Stuttgart / SFB-TRR 161

Datum: 30. Mai 2017, Nr. 39

Wie müssen virtuelle Helden oder Schurken aussehen?

Forscher der Universität Stuttgart erforschen, wie sich der Uncanny Valley Effekt bei digitalen Figuren vermeiden lässt
[Bild: Universität Stuttgart / SFB-TRR 161]

Mit der zunehmend schneller werdenden Computertechnik lassen sich digitale Figuren immer einfacher realistischer und detailgetreuer gestalten. Die damit verbundenen Möglichkeiten konfrontiert Designer und Entwickler von Computerspielen, Animationsfilmen, Apps und Virtual Reality Anwendungen mit neuen Fragen: Wie müssen virtuelle Menschen gestaltet sein, damit wir uns beim Betrachten wohlfühlen und uns mit ihnen identifizieren? Wann empfinden wir diese als abstoßend? Welche Details lassen Avatare sympathisch oder unheimlich, lieb oder böse, schön oder hässlich wirken?

Das seit den 70er Jahren unter dem Namen „Uncanny Valley“ bekannte Phänomen besagt, dass Figuren, die zwar durchaus realistisch wirken, aber eben nicht völlig menschlich, von uns als sehr abstoßend empfunden werden. Diesen Effekt will das Forscherteam um Prof. Albrecht Schmidt und Jun.-Prof. Niels Henze am Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme der Universität Stuttgart genauer verstehen. Im Rahmen des Transregionalen Sonderforschungsbereiches SFB-TRR 161 „Quantitative Methoden für Visual Computing“ führen die Wissenschaftler umfangreiche Studien durch, um herausfinden, wie wir virtuelle Charaktere wahrnehmen und wie sich der Uncanny Valley Effekt vermeiden lässt.

Stuttgarter Informatiker erforschen unsere Wahrnehmung zu virtueller Computergrafik  (c) Universität Stuttgart / SFB-TRR 161
Stuttgarter Informatiker erforschen unsere Wahrnehmung zu virtueller Computergrafik

Um herauszufinden, wie Menschen virtuelle Gesichter empfinden, setzen die Wissenschaftler unter anderem EEG ein – eine aus der Medizin und der neurologischen Forschung bekannten Technik zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns. Damit werden die Gehirnströme von Probanden gemessen, während sie virtuelle Gesichter anschauen, um anschließend die gewonnenen Daten auszuwerten. Darüber hinaus sammeln die Informatiker Informationen aus umfangreichen Labor- bzw. Online-Studien. Dazu haben die Forscher u.a. die Software FaceMaker entwickelt, mit der die Benutzer selbst virtuelle Gesichter entwerfen und anschließend angeben, wie sie diese wahrnehmen. Bislang haben fast 700 Menschen an der aktuell noch laufenden Online-Studie unter http://facemaker.uvrg.org teilgenommen und mehr als 2000 digitale Gesichter erstellt. Zuletzt führten sie Studien zum Empfinden der virtuellen Hände in Virtual-Reality-Anwendungen durch.

Durch ihre Arbeit konnten die Wissenschaftler zeigen, wie sich das Uncanny Valley vermeiden lässt. Sie haben herausgefunden, dass Menschen eine genaue Vorstellung davon haben, wie beispielsweise ein Held, ein Schurke oder eine unheimliche Figur in der digitalen Welt aussehen und welche Eigenschaften diese Gesichter haben. Es hat sich gezeigt, dass es eine klare Unterscheidung zwischen weiblichen und männlichen Figuren gibt. Ein typisch männlicher Bösewicht hat dichte Augenbrauen und einen kräftigen Kiefer, ein weiblicher Bösewicht dagegen markante Wangenknochen und Lippenstift. Aber als abstoßend und unheimlich empfinden wir unnatürliche Proportionen und Abweichungen vom menschlichen Durchschnitt, etwa eine sehr helle Gesichtsfarbe oder eine zu detailliert, realistische Darstellung der Haut. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie sich die Mensch-Avatar-Interaktion bei solchen Figuren genau verändert. Weitere Studien, etwa mit bewegten Avataren oder sprechenden Figuren, sind bereits in Planung.

Über den SFB-TRR 161

In unserer Gesellschaft, in der das rasche Erfassen großer Informationsmengen in vielen Gebieten immer wichtiger wird, gewinnt auch die computergesteuerte Verarbeitung und Erzeugung von Bildern und visuellen Informationen an Bedeutung. Mit diesen Herausforderungen beschäftigt sich die noch recht junge Wissenschaft des Visual Computings. Die Wissenschaftler des SFB-TRR 161 wollen die Qualität und Anwendbarkeit von Visual Computing Methoden mess- und bestimmbar machen, und diese auf die Bedürfnisse verschiedener Anwendungen und Nutzer abzustimmen.

Valentin Schwind, Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme, E-Mail, Tel: 0711-685-60140

Originalpublikationen:

V. Schwind, K. Wolf, N. Henze, O. Korn: Determining the Characteristics of Preferred Virtual Faces Using an Avatar Generator.  Proceedings of the 2015 Annual Symposium on Computer-Human Interaction in Play (CHI PLAY '15), ACM, New York, USA (2015). DOI: https://doi.org/10.1145/2793107.2793116

V. Schwind, P. Knierim, C. Tasci, P. Franczak, N. Haas, N. Henze: These are not my hands!: Effect of Gender on the Perception of Avatar Hands in Virtual Reality. Proceedings of the 2017 Annual Symposium on Computer-Human Interaction (CHI PLAY ’17). ACM, New York, USA (2017). DOI: http://doi.org/10.1145/3025453.3025602

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