Wie ist es so, an einem Supercomputer zu arbeiten?

Elisabeth arbeitet im Bereich Virtual Reality (VR) und beschäftigt sich insbesondere mit den Anwendungsgebieten 3D, Game Engines, Virtual Reality und Animation. Seit 2017 arbeitet sie am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW) in Garching am Zentrum für Virtuelle Realität und Visualisierung (V2C). Wir haben Sie gefragt, was genau sie macht, welche Challenges ihr im Arbeitsalltag begegnen und was ihre Arbeit am LRZ so spannend macht.

Was machst du am Leibniz-Rechenzentrum? Wofür benötigt man Supercomputer? Kannst Du uns einen Einblick in Deine Arbeit geben?

Ich arbeite am Leibniz-Rechenzentrum im Zentrum für Virtuelle Realität und Visualisierungen, kurz dem V2C. Im V2C haben wir uns auf Virtual Reality (VR)-Projekte mit High-Performance Computing-Daten spezialisiert, d.h. es geht bei uns um die visuelle und immersive Darstellung sehr großer Datenbestände. Am LRZ können Forschende auf dem Höchstleistungsrechner SuperMUC-NG durch Simulationen Daten generieren und wir unterstützen sie dann dabei, diese in die virtuelle Realität zu übertragen und zu visualisieren. Dadurch können die räumlichen Daten direkt in einer virtuellen Umgebung untersucht werden. Die Herausforderung bei der Visualisierung ist, dass diese Simulationsdaten oft sehr groß und komplex sind. Dazu kommt noch, dass jeder Forschungsbereich spezielle Anforderungen für seine Visualisierung hat. Im Rahmen des Forschungsprojekts CompBioMed arbeite ich beispielsweise zusammen mit dem University College London und Intel an einer medizinischen Visualisierung. In dem Projekt werden die Geschwindigkeit und der Druck des Blutflusses in den Adern und Venen eines menschlichen Unterarms simuliert. Wir haben mit unseren Kollaborationspartnern eine Methode entwickelt, mit der direkt auf dem SuperMUC-NG diese Simulation visualisiert wird. Wir haben hierfür VR- sowie 2D-Visualisierungen erstellt.

Visualisierung von Daten eines Unterarms von HemeLB mithilfe von Intel® OSPRay Studio auf dem SuperMUC-NG vom LRZ. (Quelle: LRZ)

Bild 1: Visualisierung von Daten eines Unterarms von HemeLB mithilfe von Intel® OSPRay Studio auf dem SuperMU

Wie bist Du an das Leibniz-Rechenzentrum gekommen?

Mein erster Kontakt mit dem LRZ war im Rahmen eines Seminars meines Bachelorstudiengangs Kunst und Multimedia an der LMU München. Damals haben wir virtuelle Welten für die CAVE erstellt. Bei der CAVE handelt es sich um eine immersive Installation in Form eines begehbaren, fünfseitigen Würfels, in den die Forschenden hineingehen, um in die 3D-Simulation einzutauchen. Kurz darauf habe ich dann angefangen, als studentische Hilfskraft für 3D-Modellierung zu arbeiten. Mein Job war es, 3D-Daten und Modelle für VR-Projekte auf- und vorzubereiten. Neben der 3D-Modellierung habe ich während meines Bachelorstudiums mit dem Programmieren begonnen und bin dann immer mehr in die Rolle der Programmiererin für VR-Projekte geschlüpft.

Wie ist es so, an einem Forschungszentrum zu arbeiten?

Unsere Aufgabe im V2C besteht darin, neueste Technologien im Bereich VR und Visualisierung für die Forschung zu untersuchen und dann für Projekte dementsprechend einzusetzen. Wir arbeiten hier an vorderster Front der Forschung mit modernster Hard- und Software. Kurz gesagt: Es ist super spannend! Wir haben erst im Oktober 2023 eine neue immersive Installation für die Darstellung von Inhalten in VR in Betrieb genommen – eine komplett mit LED ausgestattete CAVE. Soweit wir wissen, sind wir weltweit die Ersten mit einem derartigen System. Jetzt können wir neue Forschungsthemen bearbeiten und stecken schon mitten in neuen Projektarbeiten.

Neben der Technologieforschung reizt mich an der Arbeit in einem Forschungszentrum auch die Aufgabe, Forschungsfragen und -ergebnisse in der virtuellen Umgebung buchstäblich auf den Kopf zu stellen und aus anderen Blickwinkeln zu betrachten und zu hinterfragen. Die Tatsache, dass VR eine sehr visuelle Technologie ist, kommt mir dabei sehr zugute, da ich hier viel von meinem Bachelor in Kunst und Multimedia einbringen kann. Wir arbeiten nämlich ständig daran, das VR-Erlebnis weiter zu verbessern und stellen uns immer auch grundsätzliche Fragen zur Visualisierung: Wie können CAVE-Nutzende sich noch besser in einer immersiven Welt bewegen? Wie kann die Interaktion mit virtuellen Welten noch intuitiver gestaltet werden? Welche weiteren Möglichkeiten gibt es, die Ergebnisse von HPC-Simulationen darzustellen? Die Arbeit am LRZ bietet mir somit die Möglichkeit, meine Leidenschaft für Informatik optimal mit meinem Multimedia-Hintergrund zu verbinden.

Digitale Rekonstruktion des Hauses von Sin Nada in der antiken Stadt Ur in Mesopotamien (heute im Irak). Quelle: Prof. Otto, Dr. Einwag (LMU, Institut für Vorderasiatische Archäologie)

Wie sieht Deine Zukunft aus? Was machst Du mit Deinem Wissen?

Zurzeit arbeite ich an verschiedenen Projekten. Die Visualisierung des Blutflusses durch den menschlichen Körper geht in die nächste Phase und wir wollen in der Lage sein, mit VR in den Blutfluss eines vollständig simulierten Menschen einzutauchen, um so neue Erkenntnisse zu gewinnen. Parallel zu unserer neuen LED CAVE wollen wir verschiedene Interaktions- und Visualisierungsmethoden erforschen, um das VR-Erlebnis noch immersiver zu gestalten. Darüber hinaus bin ich in der Lehre tätig und kann meine Erfahrungen und mein Wissen im Bereich VR im Rahmen von Konferenzen, Workshops und Vorlesungen weitergeben.