Im Gespräch
Medizinische 3D-Animationen unterstützen bei der Patientenaufklärung
Einfache Abbildungen reichen oftmals nicht aus, um Patienten zu erklären was in ihrem Körper vor sich geht. Durch die 3D-Technologie wurde eine neue Möglichkeit geschaffen mit denen Ärzten ihre Patienten einfacher und anschaulicher aufklären können – mittels 3D-Animationen als Bilder oder Filme. Im Gespräch gibt der 3D-Grafiker Markus Schnatmann Einblicke in die Animationskunst für den medizinischen Bereich.
MedPR: Was kann ich mir unter 3D-Animationen vorstellen?
Markus Schnatmann: Nehmen wir als Beispiel eine Kerze in einem rostigen Kerzenständer. Die Kerze steht auf einem Holztisch und beleuchtet einen schrumpeligen Apfel und ein offenes Buch.
Der 3D-Grafiker arbeitet zuerst wie ein Bildhauer. Er muss die Gegenstände – in diesem Fall die Kerze, den Kerzenständer, den Tisch, das Buch und den Apfel – zuerst einmal „bauen“ (engl. modeln). Anders als der Maler, der den Tisch nur aus der Perspektive darstellt, die er im Kopf oder als Vorlage hat, entwirft der 3D-Grafiker einen kompletten Tisch. Das 3D-Programm braucht genaue Anweisungen, wie der Tisch von oben, von unten und von der Seite aussieht. Dann wird, wie bei einer technischen Zeichnung, der Tisch aus Linien und Punkten Stück für Stück aufgebaut. Ein Gittermodell entsteht. Gleiches geschieht mit der Kerze und den übrigen Gegenständen.
Ist der Prozess des Modelings abgeschlossen, beginnt man wie ein Maler den Gegenständen Farbe zu geben. Jetzt muss entschieden werden, ob die Oberfläche glatt ist, ob sie matt oder glänzend ist, welche Farbe und Beschaffenheit sie hat. Ist sie uneben (Holztisch) ist sie von unterschiedlicher Beschaffenheit. Ähnlich dem Modeling braucht das 3D-Programm hier wieder klare Anweisungen, an welcher Stelle welches Material zum Vorschein kommen soll. So muss beispielsweise bei dem Kerzenständer klar definiert werden, an welcher Stelle der Rost auftritt und wie die Stellen aussehen sollen, wo der Rost auf das noch nicht korrodierte Material trifft. Schließlich hört der Rost dort nicht abrupt auf, sondern frisst sich allmählich in das Metall.
Aus dem Gittermodell wird durch das Mapping ein realistisch anmutender, sichtbarer Gegenstand. Mapping und Modeling sind unabdingbare Arbeitsschritte beim Erstellen dreidimensionaler Bilder.
Jetzt sind alle Gegenstände erschaffen. Es liegt nun an dem 3D-Grafiker diese Gegenstände gestalterisch anzuordnen. Er arbeitet jetzt wie ein Regisseur: Wie weit liegt der Apfel vom Buch entfernt, steht die Kerze näher am Buch oder am Apfel? Der Grafiker baut die Szene also nach den Vorgaben zusammen bis die Dinge im „richtigen“ Arrangement stehen.
Da alle Objekte aus allen Perspektiven betrachtet werden können, kann nun der optimale Betrachtungswinkel gewählt werden. Wie ein Fotograf oder Kameramann sucht sich der Grafiker die optimale Position für seine Aufnahme. Wenn der Betrachtungswinkel klar ist, beginnt man die Gegenstände wie in einem Studio oder an einem Drehort (Film) auszuleuchten und der Szene dadurch eine gewisse Lichtdramaturgie zu verleihen. Wie weit beleuchtet die Kerze das Buch? Sind vielleicht nur die ersten beiden Zeilen des Buchs zu lesen? Verdeckt der Schatten des schrumpeligen Apfels vielleicht gerade vielsagende Zeilen aus dem Buch? Ist es in dem Raum bis auf das Kerzenlicht vollständig dunkel, oder gibt es noch eine diffuse Grundbeleuchtung? Erst durch die Beleuchtung bekommt das Bild / die Szene wirkliche Atmosphäre.
So, für ein Einzelbild wäre jetzt alles startklar. Mit dem Befehl: „Rendern“ berechnet der Computer jetzt alle Oberflächen, Reflexe und Schatten. Das kann manchmal 30 Sekunden dauern; manchmal aber auch über eine Stunde für ein einziges Bild. Natürlich kann man die Inhalte auch auf den medizinischen Bereich übertragen.
MedPR: Gibt es Grenzen bei der Darstellung?
Markus Schnatmann: Nein, es gibt keine Grenzen. Die 3D-Welt ist das Land der unbegrenzten Möglichkeiten.
3D-Animation: Ribosomen docken an einer m-RNS an. Grafik: Markus Schnatmann.
Zeichentrickfilme wie „Madagskar“, Sience-Fiction-Filme wie „Star Wars“, Fantasyfilme wie „Herr der Ringe“ oder Abenteuerfilme à la „Fluch der Karibik“ bezeugen die fantastischen Möglichkeiten der virtuellen Realität in der 3D-Animation. Allerdings sitzen an solchen aufwändigen Szenen unzählige, hervorragende 3D-Spezialisten mit ungeheurer Rechenleistung über Monate hinweg. Das kostet Geld und führt den Auftraggeber schnell an die finanziellen Grenzen des Machbaren.
MedPR: Wie können Mediziner diese Animationen für sich nutzen?
Markus Schnatmann: Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Animationen können für die Eigenwerbung verwendet werden. Sie zeigen beispielsweise – ohne Blut und störende Nebenobjekte – chirurgische Eingriffe, Operationsverfahren, spezielle Gerätefunktionen und therapeutische Möglichkeiten. Gleichzeitig klären sie den Patienten auf. Sie vermitteln Verständnis für die physischen Zusammenhänge der Erkrankung oder des bevorstehenden Eingriffs und der Therapie. Da die Behandlungszeiten pro Patient in den Praxen immer kürzer werden, kann das Arztgespräch durch eine anschauliche Darstellung (in Form einer CD oder DVD)sinnvoll ergänzt werden. Die Internetforen sind voll von Erkrankten, die Informationen über ihre Erkrankung suchen. Statt langer, teils komplizierter Texte, kann die 3D-Darstellung hier gut verständliche Erklärungen liefern.
Die Auswertung der 3D-Bilder ist schier unbegrenzt. Die Bilder können für den Druck, das Web, auf DVD und CD – eigentlich überall verwendet werden.
Zur Person: Markus Schnatmann ist 3D-Grafiker, der sich auf die Darstellung von medizinischen Inhalten spezialisiert hat. Er absolvierte eine Ausbildung für Filmschnitt bei ARRI in München sowie zum Filmproducer an der Filmakademie Baden Württemberg. Unter anderem war er tätig als Juniorproducer für Bavaria Film (München) und Poyphon (Hamburg); als Medienberater Dresdner Bank Hamburg sowie als Special Effects Producer (SFX Producer) für „Das Werk” Hamburg. Heute arbeitet er als freier 3D-Artist in München.
Kontakt:
Tri-Vision Markus Schnatmann Telefon 089 /74 34 13 38 Email: info@tri-vision.eu Homepage: www.tri-vision.eu und www.tri-vision.de
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