Würfel revolutionieren Computerspiele

Würfel revolutionieren Computerspiele

In Filmproduktionen konnte man bisher Schneelawinen oder Wolken nur schwer künstlich darstellen. Die Berechnung einzelner Bilder dauerte meist viele Stunden und hat so manchen Computer in die Knie gezwungen. Durch neue Verfahren, die Informatiker an der Universität des Saarlandes entwickelt haben, erleben räumliche Computergrafiken derzeit eine Revolution.

Von Susanne Blum

Seit einem Jahr leitet Elmar Eisemann eine Gruppe junger Forscher am Informatik-Exzellenzcluster der Universität des Saarlandes. Im Projekt „Gigavoxel“ versuchen die Wissenschaftler, komplexe Bilder mit Unmengen kleiner, farbiger und halbtransparenter Würfel abzubilden. Diese nennt man Voxel. Sie sind so winzig, dass man sie kaum als Würfel wahrnimmt. Zusammengesetzt vermitteln sie den Eindruck eines sehr realistischen Bildes.

Bislang hat es viel Zeit gekostet, bis einzelne Bilder mit diesen Würfeln errechnet werden konnten. Dabei sind solch enorme Datenmengen angefallen, dass selbst schnelle Computer häufig schlapp machten. Eisemanns Gruppe ist es nun gelungen, diese Würfel direkt und interaktiv abzubilden, also ohne stundenlanges Rechnen im Vorfeld. Normalerweise würden solche Datensätze nicht einmal in den Computerspeicher passen, aber dadurch, dass der Rechner nur die gerade benötigten Dateien lädt, wird eine Darstellung möglich. Wenn sich die Kamera bewegt, werden neue Daten nachgeladen. Dieser Vorgang wird direkt von der Grafikkarte gesteuert. „Das hat den Vorteil, dass der Hauptrechner entlastet wird und sich währenddessen um andere Dinge kümmern kann“, erläutert der junge Wissenschaftler.

Das Nachladen von diesen Informationen ist so flüssig, dass es für den Betrachter nicht erkennbar ist. So kann man jetzt komplexe, räumliche Welten, etwa in Computerspielen, durchwandern und schon kleinere Grafikkarten, die man heute in jedem heimischen Rechner findet, reichen dafür aus. Diverse Zeitschriften, darunter Spielemagazine, haben schon über die neue Methode berichtet. „Es spricht sich rum“, sagt Elmar Eisemann.

Auch in der Medizin könnte das Gigavoxel-Verfahren eingesetzt werden, um Schnittbilder des Körpers, wie sie bei der Computer- und Magnetresonanztomografie erzeugt werden, darzustellen. Diese Bilder sind wichtig in der Diagnostik, da Haut, Muskeln, Knochen und Organe gut identifiziert werden können.

Außerdem werden Voxeldaten bei Computerspielen und in Filmproduktionen, etwa beim „Herrn der Ringe“, verwendet, um zum Beispiel Schneelawinen, Wolken oder Nebel darzustellen – Objekte also, die keine scharfen Abgrenzungen haben. Hier werden Verfahren wie Gigavoxel von großer Bedeutung sein.