Algorithmen für die virtuelle Welt
Michael Schwärzler befasst sich mit der Technik hinter dreidimensionalen Computeranwendungen und löst dabei konkrete Forschungsfragen der Industrie.
Computergrafik? Was gibt es denn da zu erforschen?“Mit dieser Frage ist Michael Schwärzler öfter konfrontiert, wenn er erzählt, was er beruflich macht. „Viele denken da als Erstes an einen Grafikdesigner.“Er hat an der TU Wien Computergrafik und digitale Bildverarbeitung studiert, inzwischen heißt das Fach Visual Computing. Nach der Diplomarbeit vor neun Jahren bot ihm sein Professor, Mitbegründer und wissenschaftlicher Leiter des Zentrums für Virtual Reality und Visualisierung (VRVis), an ebendiesem eine Stelle an. Diese mit der TU Wien verbundene unabhängige Forschungseinrichtung ist in Österreich führend auf diesem Gebiet.
„Ich erkläre dann immer, dass ich mich mit Verfahren beschäftige, die in 3-D-Spielen eingesetzt werden können“, schmunzelt der 34-Jährige. Doch natürlich braucht man nicht nur dafür Methoden zum Veranschaulichen von Daten. Unzählige Anwendungen sind darauf aufgebaut – vom Bauwesen bis zur Raumfahrt. „Tatsächlich ist die Computergrafik ein sehr techniklastiger Zweig der Informatik“, sagt Schwärzler: „Für all die Bilder, Filme und interaktiven Features am Computer oder Smartphone müssen ja effiziente Algorithmen entwickelt werden.“
Durch vielfältige Aufnahmen, etwa Laserscans von Straßen und Gebäuden oder tachymetrische Geländemessungen, entstünden gewaltige Datenmengen. „Das sind aber zunächst nur Milliarden Messpunkte oder Fotos ohne jeden Sinnzusammenhang. Um das Erfasste zu verwenden, etwa in Simulationen, benötigt man dreidimensionale Modelle. Und steht vor der Frage, wie man Informationen aus diesen Daten ziehen und sie verständlich darstellen kann. Oder wie man Datenquellen verbindet, um auf mög- lichst vereinfachten Benutzeroberflächen damit arbeiten zu können. „Vielleicht wird man bald in einem riesigen Laserscan-Datensatz einer Stadt alle Gehsteigkanten und Kanalabflüsse automatisch erfassen können, um präzisere Überflutungsszenarien zu simulieren“, illustriert Schwärzler, worauf seine Forschung abzielt. In den letzten Jahren hat er sich vor allem auf Lichtsimulation und Beleuchtungsdesign sowie die Rekon- struktion und Modellierung von Gebäuden konzentriert. „Ich könnte mir aber vorstellen, meine Ergebnisse aus dem urbanen Bereich auch einmal in der DNA-Nanotechnologie anwenden zu können.“
Die Wissenschaftler am VRVis arbeiten meist direkt mit Industriepartnern zusammen. „Die Kombination aus akademischer Forschung und industrienaher Softwareentwicklung hat mir von Anfang an gefallen.“Neben einer 40-Stunden-Fixanstellung zu dissertieren war allerdings ein Spagat. „Es dauert einfach länger“, sagt Schwärzler: „Bei mir waren es sieben Jahre.“Gerade hat er promoviert. „Wir arbeiten hier an wechselnden Projekten, teils sogar parallel“, erklärt er. „Das passt dann inhaltlich nicht immer mit der begonnenen Dissertation zusam- men, und man muss sein Thema in der Freizeit weiterverfolgen.“Was aber nur eine von vielen Herausforderungen sei. „Kurzfristig haben das Publizieren und das Zufriedenstellen der Industriepartner oft Vorrang.“
Schon nach der Diplomarbeit wäre er bestens als Spieleentwickler ausgebildet gewesen, scherzt Schwärzler. Doch es zog ihn in die Wissenschaft. Forscher zu sein empfindet der in Wien geborene und in Vorarlberg aufgewachsene Computergrafiker als Privileg. Schon seine Eltern hatten an der TU Wien Informatik studiert. „Bei uns standen immer Computer herum, und Internetzugang hatten wir seit den frühen Neunzigern.“3-D-Spiele faszinierten ihn früh: „Nicht nur visuell oder vom Unterhaltungswert her, ich wollte wirklich wissen, wie man so eine virtuelle Welt technisch herstellen kann.“
Weil die Eltern die Bildschirmzeit ihrer Kinder auf eine Stunde täglich limitierten, blieb trotzdem genügend Zeit für den Sport. Er nimmt sie sich heute noch: Schwärzler ist Hobbyläufer, Duathlet und Mitgründer eines Laufteams am VRVis. „Im Gegensatz zur Forschung, zu der halt abgelehnte Publikationen nach langer Warterei auch dazugehören, hat man hier sofort Erfolgserlebnisse.“Das nächste halbe Jahr wird das Team allerdings auf ihn verzichten müssen: So lang ist er Postdoc an der TU in Delft.
(34) studierte an der TU Wien Computergrafik und digitale Bildverarbeitung und begann 2009, direkt nach der Diplomarbeit, am VRVis als Forscher und Entwickler zu arbeiten. Sein Fokus sind urbane Rekonstruktion und Lichttransport. Im Oktober dieses Jahres dissertierte er dazu am Institut für Computergrafik und Algorithmen der TU Wien. Seit 2016 ist er am VRVis Koordinator der Area „Smart Worlds“.