Man nehme 88.000 Puzzleteile, sortiere und fotografiere sie einzeln und setze sie anschließend am Computer wieder zusammen: So ähnlich geschehen im italienischen Padua, wo das zerstörte Wandfresko einer Kirche nun mit Hilfe von Mathematikern teilweise wieder zusammengesetzt werden konnte.
Die Chiesa degli Eremitani mit den Fresken von Guariento, Giusto de’ Menabuoi und Andrea Mantegna gehört zu den größten Sehenswürdigkeiten Paduas. Bei einem Luftangriff im März 1944 wurde die Einsiedler-Kirche und damit die mehrere hundert Quadratmeter großen Wandbilder, die sie beherbergte, zerstört: Übrig blieben über 88.000 bunte Puzzlestücke, begraben unter Steinen.
Doch inzwischen können die Fresken in Teilen wieder besichtigt werden: Denn dem Mathematiker Massimo Fornasier gelang es, zigtausende Fragmente (das entspricht etwa zehn Prozent des einstigen Wandbildes) wieder ihrem Ursprungsort zuzuordnen.
Und so gelang es: Zunächst wurde jedes Fragment einzeln fotografiert. Das Zusammensetzen des Puzzles schaffte schließlich ein Team um Fornasier, Mathematikprofessor an der TU München. Simsalabim: Fornasier konnte, was den Kunsthistorikern und Restauratoren fehlte: einen Algorithmus entwickeln, der automatisch für jedes Fragment den Platz an der Wand findet, an dem es sich einst befand. Statt in einer sehr zeitaufwändigen Berechnung das System jedes Fragment in jede mögliche Position schieben und rotieren zu lassen, gelang den Forschern etwas Sensationelles:
Sie fanden schließlich ein Verfahren, das Mathematiker Circular Harmonic Decomposition (Harmonische Analyse) nennen. Damit kann extrem schnell berechnet werden, welche Töne zum Beispiel zusammengesetzt die Fuge von Bach ergeben – oder eben welche Puzzlestücke wie kombiniert das Wandbild ergeben.
Schwierig wird’s bei einem blauen Himmel oder einer schwarzen Nacht. Für jedes Fragment lieferte die Software eine Liste möglicher Positionen an der Wand – inklusive eines Wahrscheinlichkeitswerts für die Übereinstimmung an dieser Stelle. Meist war der erste Treffer auch der richtige.
So produktiv kann es zugehen, wenn Kunst und Wissenschaft zusammenarbeiten…
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