27. Juli '26
Am Labor für Computergrafik der Hochschule Coburg entstand eine Dissertation, die mehrfach auf internationalen Fachkonferenzen ausgezeichnet wurde. Der Coburger Informatiker Dr. Bastian Kuth schloss seine kooperative Promotion mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) jetzt mit Auszeichnung ab.
Betreut wurde die Arbeit „Real-Time Geometry Amplification on Graphics Hardware“ von Prof. Dr. Quirin Meyer, Leiter des Labors für Computergrafik an der Hochschule Coburg, sowie von Prof. Dr. Marc Stamminger, Dekan der Technischen Fakultät und Inhaber des Lehrstuhls für Graphische Datenverarbeitung an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Die Forschungsarbeiten entstanden am Labor für Computergrafik in Coburg in enger Zusammenarbeit mit dem Grafikkartenhersteller AMD.
Neue Verfahren für Echtzeitgrafik
Moderne Grafikprozessoren (GPUs) verfügen heute über weit mehr als reine Rechenleistung zur Bilddarstellung. Neue Hardwarefunktionen wie Mesh Shader oder GPU Work Graphs ermöglichen es, geometrische Details direkt auf der GPU zu erzeugen und zu verarbeiten.
Die Dissertation von Bastian Kuth untersucht, wie diese Möglichkeiten genutzt werden können, um komplexe 3D-Geometrie in Echtzeit aus kompakten Datenrepräsentationen zu erzeugen. Ziel ist es, Speicherbedarf und Datenübertragungen deutlich zu reduzieren, ohne dabei Einbußen bei der visuellen Qualität hinnehmen zu müssen.
„Die Leistungsfähigkeit moderner Grafikprozessoren wächst deutlich schneller als die verfügbare Speicherbandbreite“, erklärt Prof. Dr. Quirin Meyer. „Die Arbeit zeigt, wie sich diese Entwicklung nutzen lässt, indem geometrische Details zunehmend dynamisch auf der GPU erzeugt werden, anstatt sie vollständig im Speicher vorzuhalten.“
Vier wissenschaftliche Beiträge zur Computergrafik
Im Rahmen seiner Dissertation entwickelte Kuth vier Verfahren zur Echtzeit-Geometrieverstärkung auf moderner Grafikhardware.
Ein Schwerpunkt der Arbeit ist ein Verfahren zur Dekompression von Meshlets in Echtzeit direkt innerhalb von Mesh Shadern. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden auf der Konferenz Vision, Modeling and Visualization (VMV) 2024 mit dem Best Paper Award ausgezeichnet und anschließend in einem Journalbeitrag weitergeführt.
Ein weiterer Beitrag ist „Edge-Friend: Fast and Deterministic Catmull-Clark Subdivision Surfaces“, ein Verfahren zur schnellen und deterministischen Unterteilung von Oberflächen. Die Arbeit wurde auf der internationalen Konferenz High Performance Graphics (HPG) 2023 mit dem 3. Platz des Best Paper Awards ausgezeichnet.
Ein Höhepunkt der Dissertation ist ein Verfahren zur vollständig GPU-basierten prozeduralen Szenengenerierung mit GPU Work Graphs. Dieses ermöglicht die dynamische Erzeugung und Erweiterung großer virtueller Welten vollständig auf der GPU. Die zugehörige wissenschaftliche Veröffentlichung wurde auf der High Performance Graphics 2024 mit dem Best Paper Award ausgezeichnet. Darüber hinaus stieß der entwickelte Demonstrator auf der Game Developers Conference 2024 in San Francisco auf großes Interesse. Kuth, seine Kollegen bei AMD und die Forschenden des Coburger Computergrafiklabors leisteten auf diesem Gebiet Pionierarbeit. Bereits kurz nach der Vorstellung von GPU Work Graphs präsentierte das Team eine der ersten wissenschaftlichen Veröffentlichungen weltweit zu dieser Technologie.
Der vierte wissenschaftliche Beitrag beschäftigt sich mit der Echtzeit-Erzeugung und Darstellung prozeduraler Bäume auf der GPU, ebenfalls unter der Verwendung von GPU Work Graphs. Die zugehörige Veröffentlichung wurde auf der High Performance Graphics 2025 in Denver mit dem 2. Platz des Best Paper Awards ausgezeichnet. Bereits zuvor hatte die Arbeit auf der Game Developers Conference 2025 positive Resonanz aus Forschung und Industrie erhalten.
Darüber hinaus war Bastian Kuth Mitautor eines SIGGRAPH-2025-Kurses zum Thema GPU Work Graphs und konnte dort seine Arbeitsergebnisse integrieren. Die SIGGRAPH gilt als weltweit wichtigste Konferenz im Bereich Computergrafik.
Kooperative Promotion zwischen Hochschule Coburg und FAU
Die Dissertation wurde von einem Gremium aus Forschenden der Hochschule Coburg und der FAU Erlangen-Nürnberg begleitet. Neben den Betreuern und Gutachtern Prof. Dr. Quirin Meyer und Prof. Dr. Marc Stamminger wirkte Humboldt-Professor Prof. Dr. Dieter Schmalstieg als Gutachter an der Bewertung der Arbeit mit. Dem Promotionskomitee gehörten darüber hinaus Prof. Dr. Meinard Müller und Prof. Dr. Tobias Günther von der FAU Erlangen-Nürnberg an.
Mit der erfolgreichen Promotion setzt das Labor für Computergrafik der Hochschule Coburg seine Forschungsaktivitäten im Bereich moderner GPU-Architekturen und Echtzeitgrafik fort. Die Arbeit von Dr. Bastian Kuth zeigt, wie kooperative Promotionsvorhaben zwischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften, Universitäten und Industriepartnern zu international sichtbarer Forschung beitragen können. Die enge Zusammenarbeit mit AMD ermöglichte es, wissenschaftliche Erkenntnisse mit hoher praktischer Relevanz für künftige Generationen moderner Grafikprozessoren zu gewinnen.
