Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung

Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung
Hauptsitz in Darmstadt
Kategorie:	Forschungseinrichtung
Träger:	Fraunhofer-Gesellschaft
Rechtsform des Trägers:	Eingetragener Verein
Sitz des Trägers:	München
Standort der Einrichtung:	Darmstadt
Außenstellen:	Rostock, Singapur, Graz
Art der Forschung:	Angewandte Forschung
Fächer:	Ingenieurwissenschaften
Fachgebiete:	Informatik
Grundfinanzierung:	Bund (90%), Länder (10%)
Leitung:	Dieter W. Fellner
Mitarbeiter:	ca. 175
Homepage:	www.igd.fraunhofer.de

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD), kurz Fraunhofer IGD, ist eine 1987 gegründete Forschungseinrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft. Der Hauptstandort befindet sich an der Technischen Universität Darmstadt. Mit weiteren Standorten in Rostock, Singapur und Graz hat das Fraunhofer IGD insgesamt mehr als 170 feste Mitarbeiter.

Das Institut versteht sich als Einrichtung für angewandtes Visual Computing. Es entwickelt Prototypen und Komplettlösungen nach kundenspezifischen Anforderungen für solche Anwendungen wie Virtuelle Produktentwicklung und Multimediales Lernen.

Gründungsdirektor ist Professor José Luís Encarnação, der 2006 die Leitung abgab und 2009 emeritiert wurde. Das Institut wird seit 2006 von Professor Dieter W. Fellner geleitet. Das IGD ist Mitglied im Fraunhofer-Verbund Informations- und Kommunikationstechnologie (IuK).

Projekte und Kooperationen

Das IGD forscht gemeinsam mit seinen Partneruniversitäten TU Darmstadt, Universität Rostock, TU Graz und NTU Singapur an Schlüsseltechnologien und kooperiert mit Unternehmen der verschiedensten Industriesektoren.

Das Budget des Instituts erwirtschaftet sich hauptsächlich durch Projekte, welche durch die Industrie oder öffentliche Mittel finanziert werden. Oftmals arbeiten mehrere Instanzen gemeinsam an einem Projekt. Industrielle Projekte ohne öffentliche Unterstützungsleistungen dienen zur individuellen Bearbeitung eines spezifischen Problems des jeweiligen Unternehmens.

In diesem Zusammenhang bietet das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD verschiedene Kooperationsformen an. Im Einzelnen sind dies:

• Studien
• Beratung
• Entwicklung von Konzepten
• Software-Entwicklung
• Software-Anpassungen.

Kernkompetenzen

Zum sehr breiten Forschungs- und Aufgabenspektrum des Instituts gehören:

3D-Interaktion und Visualisierung, Animation, Agent Technologies, Ambient Intelligence, Erweiterte Realität (augmented reality), Biometrie, Computer Supported Cooperative Work, Wasserzeichen, Graphische Informationssysteme, Graphische User Interfaces, Imaging, Internet-basiertes Lernen und Training, Modellierung, Multi- /Hypermedia, Netzwerke/Telekommunikation, Perceptual Computing, Printing & Publishing, Radiosity & Raytracing, Secure Image Communication, Ubiquitous Computing / Pervasive Computing, Virtuelle Realität, Visualisierung und Simulation und wissenschaftlich-technische Visualisierung.

Abteilungen

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD mit seinem Hauptsitz in Darmstadt und eigenständigen Institutsteilen in Rostock, Singapur und Graz gliedert sich in neun unterschiedliche Entwicklungsabteilungen, die Forschung in einer bestimmten Kernkompetenz betreiben.

Institutsteil Darmstadt

A1 - Interaktive Multimedia Appliances

Für Mensch-Umgebungs-Interaktion und Selbstorganisation werden intelligente Umgebungen entwickelt, die sich vorausschauend den sich darin bewegenden Menschen anpassen.

A2 - Industrielle Anwendungen

Computer-Grafik-Technologie für Virtual Engineering wird in den drei Forschungslinien »Simulierte Realität«, »Semantik 3D« und »Rendering« entwickelt, die dabei ineinander greifen. Es kommen verschiedene Informations- und Kommunikationstechnologien zum Einsatz, wie z. B. Virtuelle Realität, Erweiterte Realität, Computer Supported Cooperative Work (CSCW) und Wissensmanagement.

Zu den Haupteinsatzgebieten dieser Forschung zählen die Verbesserung der Kommunikation zwischen Personen, die an einem Produktentwicklungsprozess beteiligt sind, und die Optimierung von Entwicklungsprozessen. Weitere Einsatzgebiete von Virtual Engineering sind:

• Virtuelle und Erweiterte Realität in CAD, CAS und CAE
• Kooperatives Engineering in Konstruktion, Design und virtueller Realität
• Knowledge Management in Engineering und Design.

A3 - Echtzeitlösungen für Simulation und Visual Analytics

Die interdisziplinäre Forschung und Entwicklung konzentriert sich auf Echtzeitlösungen für die Simulation, die adaptive Übertragung, Visualisierung und das effiziente Rendering von 3D-Daten sowie die interaktive Visualisierung großer multidimensionaler Datenmengen.

Aktuelle anwendungsorientierte Forschungsprojekte beschäftigen sich mit dem Virtual Prototyping im Bereich Bekleidung und Neonlichtwerbung, der adaptiven Übertragung und Visualisierung von großen 3D-Datenmengen auf unterschiedlichen Geräteklassen, mit verteilten, progressiven und kollaborativen Visualisierungslösungen sowie mit Lösungen für Simulationen zum Zwecke der Animation. Ein zentrales Forschungsthema ist dabei der Bereich Visual Analytics, der als interdisziplinäres Thema die Bereiche Data-Mining und Informationsvisualisierung vereint. Es steht hier die Problematik im Vordergrund, wie sehr große und multidimensionale Datenmengen visualisiert und dem Benutzer interaktiv nutzbar gemacht werden können. Im Fokus stehen interaktive Visualisierung und eine intelligente Komplexitätsreduktion.

A4 - Virtuelle und erweiterte Realität

Eine der größten Abteilungen des IGD erforscht Virtuelle Realität (VR) und Augmented Reality (AR). Im Bereich VR stehen technische Einrichtungen wie HEyeWall und Cave zur Verfügung. Damit werden neuartige Display-Systeme und Interaktionsmöglichkeiten untersucht und bis zur Industriereife entwickelt. Viele dieser Entwicklungen basieren auf dem - auch im IGD entstandenen - Open Source SzenenGraphen.

Im Bereich AR werden Kamera und Objekt Tracking Methoden in öffentlich geförderten Projekten wie ARVIKA und MATRIS entwickelt und evaluiert, um deren Einsatzmöglichkeiten zu untersuchen. Es entstanden solche Anwendungen wie das AR-Fernglas (eine Kombination aus AR und VR Technologien), das an der Grube Messel installiert wurde. Zu den Ausgründungen zählen die Unternehmen Cybernarium und VRCom.

A5 - Graphische Informationssysteme

Im Mittelpunkt stehen die bedarfsgerechte Nutzbarmachung der Geoinformation in verschiedenen Anwendungsbereichen und die Anreicherung der Information durch Datenfusion.

Im Bereich »Geo- und Metadatenserver« unterstützen konzeptionelle Arbeiten und technische Entwicklungen den Aufbau und die Nutzung von Geodateninfrastrukturen. Beispielhafte Entwicklungen sind das Standortplanungssystem KogiPlan oder das Metadaten-Informationssystem InGeo-InformationCenter.

Im Bereich »3D GIS« basieren die Lösungen zumeist auf der eigens entwickelten Plattform CityServer3D. Der CityServer3D kann als Datenhaltung für 3D Stadt- und Landschaftsmodelle genutzt werden. Anwendungsbeispiele sind der Wandertourengenerator 3D Routenplaner und die automatisierte Erkennung von Landmarken für die Navigation.

Im Themenfeld »Mobile Nutzung von Geoinformation« und Location based services steht die Bereitstellung von Informationen für den mobilen Menschen im Mittelpunkt. Ausgabemedium ist zumeist das handelsübliche Mobiltelefon, über das der Anwender auf Informationen oder Dienste zugreift. Anwendungsbeispiele sind der Mobile 3D-Viewer oder die Location based Gaming Plattform MobileChase.

A6 - 3D-Wissenswelten und Semantik-Visualisierung

Im Mittelpunkt steht, wie Gruppen in virtuellen Welten kommunizieren. Zum Einsatz kommt eine Semantik-Visualisierung, die den Zusammenhang von Daten darstellt, Daten visuell bearbeiten lässt und diese mit unstrukturierten Daten anreichern kann.

A7 - Cognitive Computing & Medical Imaging

Die wichtigsten Geschäftsbereiche sind die Medizinische Bildverarbeitung, die industrielle Bildverarbeitung sowie die Analyse und Verarbeitung von digitalen Medien. Hierbei steht die Gewinnung und Verarbeitung von Information aus Bildern in verschiedenen Anwendungskontexten im Vordergrund.

IDB - Identifikation und Biometrie

Im Auftrag des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) und des Bundeskriminalamtes (BKA) wurden biometrische Systeme getestet. Mithilfe eines 3D-Gesichtserkennungssystems konnten die Erkennungsleistungen weiter gesteigert werden. Ein Evaluierungslabor und Demonstrationszentrum macht es möglich, mit der Öffentlichkeit in Dialog zu treten und die Zusammenarbeit mit Industriepartnern anzubahnen. Die Mitarbeit in nationalen (DIN) und internationalen (ISO/IEC JTC1 SC37) Standardisierungsgremien dient der Entwicklung neuer Normen.

Für den Schutz geistigen Eigentums wurden verschiedene Wasserzeichenalgorithmen entwickelt, um Bilder, Video- und Audiodateien, aber auch geographische Daten und Musiknoten zu kennzeichnen. Aktuelle Entwicklungsschwerpunkte liegen im Markieren von 3D-Objekten, dem Erstellen von Identifizierungsmustern von Audiodateien und darüber hinaus im Markenschutz. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD nutzt die genannten Technologien z. B. auch zum automatisierten Finden von Schutzrechtsverletzungen im WWW.

Im Bereich der mobilen Sicherheit wird an Lösungen zum Verteilen von mobilem Code gearbeitet. Die sog. Agentenplattform SeMoA wird der Online-Gemeinschaft auf einer quelloffenen Basis zur Verfügung stellt. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Forschung an Mobilen Ad-hoc-Netzen (MANet).

In einem Projekt zur Information Assurance wurde zusammen mit der Mitsubishi Corporation das System CIPRESS entwickelt, um eine sichere Speicherung und den Austausch vertraulicher Daten über unsichere Netzwerke zu gewährleisten. Das Nachfolgeprojekt COSEDA hatte die Spezifikation und Durchsetzung fein strukturierter Sicherheitsbestimmungen in Netzwerken zum Ziel.

INI-SC INI-GraphicsNet Service Center

Die Einrichtungen des INI-GraphicsNet betreiben ein gemeinsames Service-Zentrum, das INI-SC. Zu seinen Aufgaben gehören Installation und Betrieb des Netzwerkes, der Server und der Arbeitsplatzrechner, die Benutzerberatung und die Investplanung. Durch den Einsatz des INI-SC können die Wissenschaftler sich ihrer Forschung widmen, ohne durch tägliche Routinearbeiten belastet zu werden.

Standort Rostock

Der Institutsteil Rostock wurde 1992 eröffnet. Zu seinen Arbeitsschwerpunkten gehören multimediale Kommunikation, mobile Multimediaanwendungen sowie Lösungen und Anwendungen, die der Interaktion des Menschen mit dem Computer dienen.

Aktuell untersucht das Fraunhofer IGD in Rostock »Interactive Document Engineering«. Dabei geht es um Lösungen, mit denen man digitale Dokumente in spezifischen Anwendungsbereichen erzeugen, finden und situationsbezogen bereitstellen kann. Weitere Forschungsthemen sind »Knowledge Engineering«, »Usability« und »emotionsbasierte Interaktion«.

Im Jahre 2009 wurde das Competence Center »Maritime Graphics« eingerichtet. Es konzentriert sich darauf, Methoden des Visual Computing in der maritimen Wirtschaft anzuwenden. In den Sektoren Schiffbau, Schiffsbetrieb, Meeresforschung und Offshoretechnik kommen dabei Virtuelle und Erweiterte Realität, Bildverarbeitung und Wissensmanagement zum Einsatz.

Standort Singapur

Gemeinsam mit der Nanyang Technological University (NTU) Singapur gründete das Fraunhofer IGD im Jahr 1998 das »Centre for Advanced Media Technology« (CAMTech). Das Forschungs- und Entwicklungszentrum befindet sich direkt auf dem Campus der NTU und konzentriert sich auf den Bereich Interaktive Digitale Medien (IDM). Am 31. Mai 2010 wurde CAMTech in ein gemeinsames Projektzentrum, das Fraunhofer Project Centre for IDM @NTU (Fraunhofer IDM@NTU), überführt. Zu den Entwicklungsschwerpunkten sollen Softwarelösungen für internetfähige Mobiltelefone gehören. Das Fraunhofer IDM@NTU wird außerdem in den Bereichen Computergrafik, Computer Vision sowie Virtuelle und Erweiterte Realitäten tätig sein.^[1]

Standort Graz

2007 eröffnete das Fraunhofer IGD ein Projektbüro an der TU Graz und überführte es am 1. April 2009 in die Fraunhofer Austria Research GmbH. Es ist somit in die Bemühungen der Fraunhofer-Gesellschaft integriert, den Markt in Südosteuropa zu bedienen. Der Institutsteil Graz des IGD gehört zu einem an der TU Graz etablierten Exzellenzcluster »Visual Computing«.

Im Geschäftsbereich »Visual Computing« geht es um Lösungen in der Graphischen Datenverarbeitung, für Computer Vision sowie in Virtueller und Erweiterter Realität. Die generative Modellierung soll in praktische Anwendungen überführt werden. Alternative Ansätze zur Beschreibung von 3D-Formen erlauben es, Möbel, Gebäude oder Maschinen zu modellieren und zu verändern.

Ein Produkt des IGD Graz ist die Software BioSG. Mit ihrer Hilfe können hochkomplexe Moleküle dreidimensional gezeigt, gedreht und vergrößert werden. Die Software ist rechentechnisch anspruchslos und eignet sich insbesondere auch für Konferenzpräsentationen.

Weblinks

• Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD), Darmstadt
• Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD), Standort Rostock
• Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD), Standort Singapur
• Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD), Standort Graz
• Homepage der Fraunhofer-Gesellschaft (FhG)

Einzelnachweise

1. ↑ Fraunhofer goes Singapore: Bundesforschungsministerin eröffnet Fraunhofer−Projektzentrum

49.874218.65957

Koordinaten: 49° 52′ 27,2″ N, 8° 39′ 34,5″ O