Die Technik der digitalen Visualisierung
Mit Hilfe moderner Computerprogramme können Künstler beinahe jede vorstellbare Welt virtuell erschaffen und auf beinahe beliebige Weise darstellen.
Dies bietet im wissenschaftlichen Bereich die Möglichkeit, Informationen didaktisch aufzubereiten und visuell zu vermitteln.
Die Funktionsweise der Technologie ist einfach zu beschreiben: Um ein 3D-Modell, z.B. eine archäologische 3D-Rekonstruktion, zu erschaffen, müssen alle Bestandteile der gewünschten Szene im Programm nachgebildet werden. Objekte werden sichtbar gemacht, indem ihre Form, ihr Material, das Licht sowie eine virtuelle Kamera definiert werden. Wenn man dabei noch zeitliche Veränderungen definiert, kann man eine bewegte Filmsequenz, eine sogenannte Animation, produzieren.
Die Funktionsweise der Technologie ist einfach zu beschreiben: Um ein 3D-Modell, z.B. eine archäologische 3D-Rekonstruktion, zu erschaffen, müssen alle Bestandteile der gewünschten Szene im Programm nachgebildet werden. Objekte werden sichtbar gemacht, indem ihre Form, ihr Material, das Licht sowie eine virtuelle Kamera definiert werden. Wenn man dabei noch zeitliche Veränderungen definiert, kann man eine bewegte Filmsequenz, eine sogenannte Animation, produzieren.
Form
Zuerst muß die äußere Form aller Objekte definiert werden. Dafür erstellt man im Programm ein dreidimensionales Gitternetz. Jeder Gitterpunkt wird vom Programm mit seinen Koordinaten gespeichert. Die Flächen zwischen den Punkten bilden die Oberflächen der Objekte. Das Beispiel zeigt, wie die Form eines virtuellen Gefäßes auf diese Weise dargestellt werden kann. Man kann sich leicht vorstellen, wieviel komplexer das Gitternetz eines vielteiligen Gebäudes wird.
Das Gitternetz und die daraus resultierende Form eines einfachen Bechers.
Material
Den so entstandenen virtuellen Oberflächen werden Materialeigenschaften zugewiesen. Dabei kommt es, physikalisch gesehen, darauf an, wie die Oberflächen Licht zurückwerfen, also auf Farbe, Struktur, Lichtdurchlässigkeit und Reflektivität. Unser Gefäß kann so bei gleichbleibender Form zum Keramik- oder Glasbecher werden.
Einfacher Becher mit Keramik- und Glasmaterial.
Licht und Kamera
Um die gewünschte Stimmung zu erzeugen, muß die Szene mit virtuellen Lichtquellen ausgeleuchtet werden. Deren Wirkung auf die Szene wird vom Programm physikalisch möglichst genau simuliert. Eine virtuelle Kamera, die über alle Einstellmöglichkeiten ihrer realen Vorbilder verfügt, berechnet das Bild ausgehend vom verfügbaren Licht. In den Beispielbildern ist der Effekt von Tages- und Kerzenlicht zu sehen.
Einfacher Becher, nun gefüllt, im Tages- und Kerzenlicht.
Animation
Wenn sich die Szene für eine Filmsequenz verändern soll, müssen die gewünschten Bewegungen programmiert werden. Dabei können sowohl die Kamera als auch Bestandteile der Szene animiert, also "belebt" werden. Kamerafahrten und Veränderungen von starren Objekten, z. B. ein Flug durch einen Gebäudekomplex oder eine Abfolge von Bauphasen, sind dabei einfacher umzusetzen als die Animation von Lebewesen. Einige in der Natur vorkommende Bewegungen, z.B. Feuer, Rauch, fließendes Wasser, Textilien oder Pflanzen im Wind können von spezieller Software realistisch simuliert werden, ansonsten ist Animation aufwendige Handarbeit.
Ergebnis
Wenn die virtuelle Komposition aus Form, Material, Licht und Kamera fertig ist, kann der Computer ein Bild berechnen, wie es für ein menschliches Auge sichtbar wäre (und entsprechend viele Einzelbilder, um eine Filmsequenz zu erreichen). Der Künstler muß dabei in einem vielschichtigen Schaffensprozess sowohl wie ein Architekt, Modellbauer oder Bildhauer in dreidimensionalen Formen denken, als auch wie ein Maler, Photograph oder Kameramann in Perspektive, Farbe und Licht. Und im Sonderfall archäologischer Rekonstruktionen natürlich wie ein Wissenschaftler.