Die Kunst, Bilder zu erschaffen

Neu berufen: Informatiker und Heinz-Maier-Leibnitz-Preisträger Marc Alexa leitet das Fachgebiet Computer Graphics

Marc Alexa und Humboldt-Stipendiatin Olga Sorkine entwerfen Modelle für Animationen © TU-Pressestelle

Ob bunte Bilder, detailreiche Animationen oder realitätsnahe PC-Spiele: Heute vermag man sich kaum vorzustellen, dass in den Anfängen des Personal Computers am monochromen Bildschirm meist nur Zahlen und Buchstaben zu sehen waren. Daran, dass die Darstellung von Bildern und 3-D-Modellen noch besser wird, arbeitet der Informatikprofessor Dr. Marc Alexa.

Im Dezember 2005 kam der Heinz-Maier-Leibnitz-Preisträger von der TU Darmstadt und übernahm mit gerade einmal 31 Jahren das Fachgebiet "Computer Graphics" an der TU Berlin. Damit ist er einer der jüngsten TU-Professoren überhaupt.

"Computergrafik kann man grob in zwei Bereiche unterteilen: Modellierung und die Darstellung am Bildschirm", erläutert Marc Alexa. Mit der Grafik versucht man die Wirklichkeit am Rechner darzustellen. "Typischerweise ist sie zu kompliziert, um sie sinnvoll abzubilden. Also erstellen wir Modelle", so der Informatiker. Ziel ist es, möglichst wenig Megabyte zu verbrauchen, damit die Bilderzeugung schnell geht. Und die Abbildung muss so realistisch wie möglich aussehen.

Interessant sind die gemeinsamen Arbeiten von Marc Alexa und der Humboldt-Stipendiatin Dr. Olga Sorkine, die derzeit an der TU Berlin forscht, zum Beispiel für computerbasierte Animationsfilme. So kam jetzt der Kontakt mit den Walt-Disney-Studios zustande. Disney sucht nach Wegen, wie Designer schnell, einfach und ohne besondere Computerkenntnisse 3-D-Modelle von Figuren wie etwa in dem Film "Cars" erzeugen können. Doch man kann die Figur nicht am Zeichentisch entwerfen. Ein 3-D-Modell setzt sich aus vielen Punkten, kleinen Flächen und Kanten zusammen. Schwierig wird es insbesondere, wenn Designer mit wenigen Strichen andeuten, wie sich die Silhouette eines Modells ändern soll, wenn etwa die Nase zu unnatürlich aussieht. Damit das nicht in stundenlanger Arbeit durch eine Handvoll Programmierer, sondern per Knopfdruck in wenigen Sekunden passiert, müssen neue Algorithmen entworfen werden. "Das haben wir nach einiger Zeit und viel Arbeit ganz gut gelöst. Zur Freude von Disney", schmunzelt Alexa.

Ein anderes Beispiel kommt aus der Medizin. Hier soll eine interaktive Chirurgiesimulation entwickelt werden, vor allem, um den Medizinernachwuchs üben zu lassen, denn Instrumente und Leichen sind teuer. Gleichwohl geht es Marc Alexa weniger darum, Konkretes für bestimmte Anwendungen zu entwickeln. Er möchte die bereits entwickelten Modelle weiter verbessern. Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dabei ohnehin, wie bei der Veränderung der Silhouette. Ein Ziel ist es nun, nicht nur eine bestimmte Ansicht zu verändern, sondern gleich eine komplette Animation. Das sorgt bei heutigen Rechnern schon mal für die Auslastung des gesamten Arbeitsspeichers. Im Visier hat Marc Alexa auch die "Computational Photography": die Verarbeitung und Optimierung bei der digitalen Fotografie. Etwa automatisch Panoramabilder zu erzeugen oder die selbstständige Kombination verschiedener Aufnahmen, um das bestmögliche Bild zu ermitteln. "Hier konkurriert man mit den großen US-Unis wie Stanford oder MIT", weiß Marc Alexa. Doch die Herausforderung spornt ihn an, die TU Berlin scheint ihm der richtige Ort: "Angesichts der zahlreichen Forschungseinrichtungen in Berlin hat man die Chance, mit vielen hervorragenden Kollegen zusammenzukommen." 

Christian Hohlfeld

Lesen Sie auch: "Humboldt-Stipendiatin Olga Sorkine will Maschinen das Lernen beibringen"