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Informatik-Doktorand gewinnt Stipendium von Google

Wellenschlag für virtuelle Welten

Wenn die Kellertür aufgeht und dem Helden unerwartet ein Wasserschwall entgegenschlägt,nimmt das im Drehbuch des Actionfilms kaum ein paar Zeilen ein. Computeranimateure, die die Szene ins Bild setzen sollen, kommen dagegen ins Schwitzen, denn das Fließen, Tropfen und Spritzen per Simulation nachzubilden, verlangt viel Aufwand bei oft enttäuschendem Ergebnis - so zumindest war es bis zum 22. Dezember 2005. Seit diesem Datum kann man ein 3D-Modellierungsprogramm aus dem Netz laden, um Flüssigkeiten mit bewegten Oberflächen damit täuschend echt nachzuahmen. Diese Erweiterung des Programm-Pakets Blender war dem Internet-Anbieter Google ein Stipendium in Höhe von 4.500 US-Dollar für den Entwickler der Software wert: Nils Thürey, Doktorand am Graduiertenkolleg „Dreidimensionale Bildanalyse und -synthese“ der Universität Erlangen-Nürnberg.

Die Software entstand für ein Projekt im „Bayerischen Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen“ (KONWIHR) am Lehrstuhl für Systemsimulation von Prof. Dr. Ulrich Rüde und war zur Simulation des Verhaltens von Metallschäumen gedacht, die als neue Leichtbau-Materialien auf viel Interesse stoßen. Nils Thürey griff dazu auf die Lattice-Boltzmann-Methode zurück, eines der Verfahren, die in der numerischen Strömungsmechanik dazu verwendet werden, die Datenmenge äußerst komplexer Zusammenhänge so zu reduzieren, dass sie von Rechnern bearbeitet werden können. Statt von einer zusammenhängenden Flüssigkeitsoberfläche wird dabei von einer endlichen Menge einzelner Teilchen ausgegangen und deren Interaktion berechnet. Um eine realistische dreidimensionale Darstellung bewegter Flüssigkeiten auf dem Bildschirm zu erreichen, musste das Lattice-Boltzmann-Verfahren entsprechend spezialisiert und optimiert werden.

Diese Neuentwicklung kommt nicht nur einer industriellen Materialentwicklung zugute, die unter die Kategorien „Spitzenforschung“ und „Schlüsseltechnologie“eingereiht werden kann. Die Animation von Flüssigkeiten wird auch für computer-generierte Filme eingesetzt;realitätsgetreue Verfahren existieren jedoch erstseit sehr kurzer Zeit. Durch die Integration in die Version 2.4. von Blender wird die neue Software nun sogar allgemein zugänglich. Blender ist ein frei verfügbares Programm, mit dem realistische 3D-Animationen erzeugt werden können.Innerhalb eines Jahres - noch vor dem Update, das in virtuellen Welten Tropfen fallen, Pfützen ablaufen, Dämme brechen und die Wellen hochschlagenlässt - hatten mehr als zwei Millionen Anwender dieses Programm auf ihre Rechner geladen. Ein solches Interesse beweist, dass wissenschaftliche und technologische Neuentwicklungen viele Nutznießer haben.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weitere Informationen

Prof. Dr. Ulrich Rüde
Lehrstuhl Informatik 10
Tel.: 09131/85 -28924
Ulrich.Ruede@informatik.uni-erlangen.de

Nils Thürey
Tel.: 09131/85 -28691
Niels.Thuerey@informatik.uni-erlangen.de

 

Mediendienst Forschung-Aktuell Nr.779 vom 26.01.2006