Während der Love My Data Week vom 24. bis 28. März wird die Universität Luxemburg mehrere Veranstaltungen auf dem Campus Belval ausrichten, bei denen innovative Wege zur Arbeit mit Daten vorgestellt werden. Ein Höhepunkt der Woche ist eine spannende Zusammenarbeit zwischen den interdisziplinären Forschungszentren der Universität Luxemburg, dem Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB), dem Luxembourg Centre for Contemporary and Digital History (C²DH) und dem Luxembourg Learning Center (LLC), die darauf abzielt, chemische Strukturen durch 3D-Visualisierung zum Leben zu erwecken.
Für dieses Projekt erstellten Kirill Mitsurov und Daniele Guido, Designer und Entwickler am C²DH, 3D-Darstellungen von ausgewählten Chemikalien aus PubChemLite – einem Projekt unter der Leitung von Prof. Emma Schymanski am LCSB. Auf einem großen Touchscreen können Besucher diese chemischen Strukturen erkunden und durch interaktive Optionen besser verstehen. Bekannte Verbindungen wie Koffein werden dynamisch visualisiert, wodurch komplexe wissenschaftliche Konzepte ansprechender und zugänglicher werden.
Lernen durch 3D-Technologien transformieren
Die Initiative zeigt das Potential der 3D-Visualisierung in der wissenschaftlichen Forschung auf. Sie fördert dabei nicht nur das Interesse an komplexen chemischen Daten, sondern hebt auch die breiteren Bildungsmöglichkeiten interaktiver Technologien hervor. Basierend auf diesem Ansatz werden 3D-Tools nicht nur in der Lehre im Bereich der Chemie eingesetzt, sondern eignen sich auch für immersives Lernen in verschiedenen Disziplinen, wie zum Beispiel den Geisteswissenschaften.
Die Integration von 3D-Technologien im Bildungsbereich ist zugänglicher als je zuvor. Dank der jüngsten Fortschritte können selbst preisgünstige Smartphones interaktive 3D-Inhalte direkt in Webbrowsern wiedergeben. In Kombination mit kostenlosen Tools für Modellierung, Scannen und Webintegration hat sich die 3D-Technologie zu einem leistungsstarken und spannenden Bildungswerkzeug entwickelt.
Kirill Mitsurov hebt die Auswirkungen dieser Fortschritte auf die digitale Innovation bei C²DH hervor:
‟ Wir nutzen diese Technologien, um innovative Projekte zu entwickeln, darunter Videospiele, Websites und modernste Techniken zur Webentwicklung. Durch die Einbindung von 3D-Darstellungen gehen wir über traditionelle statische Ressourcen wie Lehrbücher und 2D-Diagramme hinaus und bieten ein immersives und interaktives Erlebnis. Dieser Ansatz ermöglicht es den Benutzern, Daten aus verschiedenen Blickwinkeln zu erkunden, das Verständnis zu verbessern und komplexe Informationen greifbarer zu machen.”
User Interface Developer
Diese Technologien haben eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Projekten wie Zoomland and 3DStories gespielt. „Indem wir Studierende, wie denen des Master of Digital and Public History-Programms, in die kreativen und technischen Aspekte der 3D-Technologie einbeziehen, wollen wir abstrakte Daten in interaktive Lernerfahrungen umwandeln, die das Verständnis und die Merkfähigkeit fördern.“
Die richtige Methode auswählen
Es gibt mehrere Methoden zur Erstellung von 3D-Modellen. Die grundlegendste ist die 3D-Modellierung, die technisches Fachwissen erfordert. C²DH-Teams verwenden Blender, ein leistungsstarkes Open-Source-Tool für Modellierung und Animation. Ein weiterer Ansatz ist das 3D-Scannen, bei dem hochdetaillierte Objekte mit professioneller Scanausrüstung erfasst werden. Mobile Anwendungen wie RealityScan bieten auch eine zugängliche Möglichkeit, Studierende in die digitale Modellierung einzuführen, ohne dass spezielle Geräte erforderlich sind. Allerdings müssen gescannte Modelle oft noch verfeinert werden, bevor sie effektiv in Projekte integriert werden können. Der Prozess der Erstellung von 3D-Modellen kombiniert Kreativität, Programmier- und Problemlösungsfähigkeiten und bietet eine fesselnde Lernerfahrung. Insbesondere die Spieleentwicklung hat sich als äußerst effektives Bildungsinstrument erwiesen, da Gamification nicht nur das Engagement der Studierenden fördert, sondern auch das Lernen durch interaktive und vertraute Elemente relevanter macht.
Innovation und die Rolle der KI in der 3D-Visualisierung
Daniele Guido betont den wachsenden Einfluss und Rolle der künstlichen Intelligenz (KI) im Bereich der 3D-Modellierung und Datenvisualisierung, insbesondere bei der Leitung von Studierenden, Designern und Entwicklern zur Umsetzung komplexer Techniken des 3D-Renderings oder zur einfachen Anwendung von Interaktion. KI-Tools sind sehr effektiv und erweitern unsere Programmierkenntnisse für ungewöhnliche oder schwierige Techniken und ermöglichen es, Zeit für das Experimentieren mit verschiedenen visuellen Lösungen zu gewinnen.
C²DH-Teams experimentieren aktiv mit 3D, um Kompetenzen im Bereich der Datenvisualisierung zu erweitern. Personalisierte Texturen und 3D-Shader ermöglichen zum Beispiel beeindruckende visuelle Effekte in Echtzeit und die Optimierung der Recheneffizienz für Millionen von Datenpunkten, die ausreichen, um umfangreiche und komplexe Datensätze interagieren zu lassen und zu visualisieren.
Zukunftsperspektiven und internationale Zusammenarbeit
Die Universität Luxemburg setzt sich für die weitere Integration der 3D-Technologie in Bildung und Forschung ein. Der Einsatz von 3D-Tools in ihren Forschungszentren nimmt zu, während internationale Kooperationen gefördert werden. Eine Partnerschaft von C²DH mit dem Urban Complexity Lab (UCLAB) an der Fachhochschule Potsdam hat bereits zur Entwicklung von „3D Stories“ geführt. Weitere Projekte sind mit Partnern in Schweden und den Niederlanden in Arbeit.
Die Bemühungen konzentrieren sich auch auf die Einrichtung effizienter Arbeitsabläufe für das Scannen, Speichern und Integrieren von 3D-Objekten, wobei der Schwerpunkt auf langfristigen Speicherlösungen wie Sketchfab liegt. Darüber hinaus werden fortschrittliche Scan-Geräte angeschafft, um Studierende in die Digitalisierung und Nachbearbeitung einzubeziehen. Durch ihre Zusammenarbeit und interdisziplinären Bemühungen ebnen das C²DH und das LCSB den Weg für Fortschritte in Bildung und Forschung. Sie zeigen, wie die 3D-Visualisierung das akademische Umfeld verändern und die Art und Weise verbessern kann, wie Forscher interdisziplinär mit komplexen Daten umgehen.
