Prof. Dr. Alexander Kutter
Wie immersive Technologien unsere Wahrnehmung von Realität verändern
Alexander Kutter hat – wie er selbst sagt – keinen klassischen Weg über eine Kunst- oder Medienhochschule genommen. Und doch beschäftigen ihn immersive Technologien seit sehr vielen Jahren. Die intensive Begeisterung begann mit Gaming – heute ist sie Grundlage seiner Forschung.
Als Professor für immersive Technologien wie Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Extended Reality (XR) sowie als Leiter des Scanning-Labors am Kreativ Institut Ostwestfalen-Lippe (KIO) verbindet er Lehre, Forschung und technologische Entwicklung. Sein Ziel: Studierenden und Forschungsinteressierten den Zugang zu erweiterten Realitäten zu ermöglichen – nicht nur theoretisch, sondern erfahrbar. Sein Schwerpunkt liegt dabei auf Gamification sowie der Frage, wie sich immersive Technologien und Gaussian Splatting (zur Erklärung) sinnvoll in die Lehre integrieren lassen. Im Rahmen von PROFuture übernimmt Alexander Kutter mit dem Sommersemester 2026 als Repräsentant des Fachbereichs Medien und Kultur eine Fokusprofessur, mit der strategische Zukunftsthemen an der Hochschule gezielt gestärkt werden.
Seit 2023 forscht er an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe im Bereich VR und XR. In den vergangenen Jahren hat sich sein Fokus zunehmend auf das sogenannte Gaussian Splatting verlagert, ein innovatives Verfahren zur 3D-Visualisierung. Anders als klassische 3D-Modelle, die aus Polygonen aufgebaut sind, werden hier unzählige „kleine schwebende Farbkleckse“, sogenannte Gaussian Splats (zur Erklärung), genutzt, um Räume und Objekte fotorealistisch abzubilden.
Beim Interview in seinem Büro wird schnell klar: Hier geht es längst nicht nur um Theorie. Die VR-Brille auf seinem Schreibtisch gehört zu seinen täglichen „Arbeitswerkzeugen“. Begeistert demonstriert er bereits umgesetzte Projekte und zeigt, wie real digitale Räume heute wirken können.
Realität in Minuten digital erfassen
Gaussian Splatting eröffnet neue Wege, um reale Umgebungen – vom Innenraum bis zum Außengelände – innerhalb weniger Minuten digital abzubilden. Mit einem 3D-Scanner werden dabei Räume und Umgebungen gescannt, Bilddaten erzeugt und anschließend in sogenannte Gaussian Splats umgewandelt. Das Ergebnis ist eine hochrealistische 3D-Darstellung, die sich direkt weiterverwenden lässt. Große Vorkenntnisse sind dafür nicht erforderlich. Die eigentliche Hürde liegt bislang eher in den Hardwarekosten, die noch vergleichsweise hoch sind. Genau hier setzt Alexander Kutters aktuelles Forschungsprojekt Kosmos-3D an: Gemeinsam mit seinem Wissenschaftlichen Mitarbeiter Aram Badr entwickelt er einen Open-Source-3D-Scanner, der möglichst niederschwellig und flexibel nutzbar sein soll.
Ein weiteres Anliegen ist ihm der offene Umgang mit Daten. Viele kommerzielle Anbieter arbeiten mit verschlüsselten Formaten und geschlossenen Systemen. Alexander Kutter verfolgt bewusst einen anderen Ansatz: offene Zugänge, eigene Datenbanken, selbstbestimmte Weiterentwicklung.
Wie sehr ihn die Technologie selbst beeindruckt, beschreibt er so: „Schon beim Schritt von 2D überhaupt in VR hast du wirklich dieses immersive Gefühl: Ich bin in dieser Szene drin, wenn ich meinen Kopf bewege, und das schon mit „Computergrafik“. Und mit Gaussian Splats in einer guten Auflösung, einer guten Qualität ist Fotorealismus möglich und es fühlt sich wirklich so an, als stündest du in diesem echten Raum. Dieses Präsenzgefühl hatte ich vorher noch nie, zumindest nicht in dieser Qualität.“
Vom Forschungsthema zum vielseitigen Werkzeug
Der Wunsch, reale Umgebungen unkompliziert und möglichst realitätsnah digital abzubilden, besteht schon lange. Frühere Technologien konnten diesen Anspruch jedoch nur eingeschränkt erfüllen. Vor rund zwei Jahren erschien ein wissenschaftliches Papier, das als wichtiger Meilenstein für die Weiterentwicklung des Gaussian Splatting gilt. Es zeigte, wie sich das Verfahren so optimieren lässt, dass es auch in Echtzeitanwendungen leistungsfähig und visuell überzeugend funktioniert.
„Die Autoren haben die Technologie Gaussian Splatting, die es schon länger gibt, auf ein neues Niveau gehoben, sodass sie auch in Echtzeitanwendungen performant läuft und gut aussieht“, erzählt Alexander Kutter. Seitdem hat das Forschungsfeld deutlich an Dynamik gewonnen.
Auch Alexander Kutter arbeitet aktuell an einem Tool, das Bewegungen innerhalb der digital erfassten Räume ermöglicht. Ein fotorealistischer Moment wird aufgezeichnet, in eine Plattform geladen und anschließend weiterbearbeitet. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich darin Konzepte testen und Szenarien simulieren. So könnte beispielsweise der eigene Garten oder die Wohnung realitätsnah digital dargestellt werden, um Einrichtungsideen vorab auszuprobieren. Auch im Bauwesen eröffnen sich neue Möglichkeiten: Soll- und Ist-Zustände lassen sich kontinuierlich mit wenig Aufwand vergleichen. „Beim Gaussian Splatting kannst du im Prinzip tagtäglich sogar mehrmals durch die Baustelle laufen und das Ganze digital vergleichen. Du kannst 3D-Modelle mit Gaussian Splats kombinieren. Man mischt beide Welten“, so Alexander Kutter.
„Diese Verschmelzung von digitaler und realer Welt reizt mich sehr.“
Schon lange vor seiner Zeit als Professor für immersive Technologien, hegte Alexander Kutter Begeisterung für dieses Forschungsfeld, doch seit er sich täglich in seiner Arbeit damit beschäftigt, ist seine Begeisterung noch gewachsen. Was er mit seiner Forschung bewirken will und wo er aktuell noch Herausforderungen sieht, erzählt er uns im Interview.
Wo setzen Sie Ihre Forschung bereits konkret ein und mit welchen Partnern arbeiten Sie zusammen?
Wir haben zum Beispiel eine Kooperation mit dem Freilichtmuseum Detmold. Dort haben wir eine Festinstallation in das neue Eingangs- und Ausstellungsgebäude integriert. Die Idee war, dass man in dem Gebäude, das ganzjährig geöffnet und barrierefrei ist, das Freilichtmuseum virtuell begehen kann. Menschen, die etwa im Rollstuhl sitzen, können hineinfahren und sich so digital frei durch das Gelände bewegen. Auch Bereiche, die normalerweise nicht zugänglich sind, wie Räume hinter Glasscheiben, konnten wir so digital öffnen.
Wir arbeiten außerdem mit dem Schloss Brake und dem LVL, also dem Landesverband Lippe, zusammen. Aktuell digitalisieren wir gemeinsam mit dem Innovation Campus Lemgo den gesamten Campus inklusive zahlreiche Räumlichkeiten in Lemgo. Wir haben einen Drohnenscan des Geländes erstellt, der im Prinzip als Startpunkt funktioniert – ähnlich wie bei Google Maps. Von dort aus kann man in die einzelnen Gebäude hineingehen, um den Campus digital kennenzulernen. Soweit ich weiß, wird das wahrscheinlich eine der größten öffentlich zugänglichen Anwendungen von Gaussian Splats sein. Wir haben inzwischen rund 30 bis 40 Räume gescannt.
Was fasziniert Sie persönlich an immersiven Technologien und speziell an Gaussian Splatting?
Dieses Präsenzgefühl, diese Verschmelzung von digitaler und realer Welt, reizt mich sehr. Und mir ist wichtig, dass das, was man technologisch entwickelt, auch wirklich Relevanz hat. Man nutzt die Vorteile der Technologie und versucht, ihre Nachteile zu umgehen. Aber sie darf kein Selbstzweck sein, sondern muss einen konkreten Zweck unterstützen. Gerade bei Gaussian Splatting ergibt das für mich einen großen Sinn: Man kann reale Umgebungen schnell und vergleichsweise einfach digitalisieren und sie dadurch neu nutzbar machen.
Wie sieht Ihr Forschungsalltag konkret aus?
Wir sind tatsächlich viel draußen und scannen. Dabei versuchen wir auch, den gesamten Workflow kontinuierlich zu optimieren. Wenn externe Partner selbst scannen möchten, beraten wir sie etwa dazu, wie sich die Technologie sinnvoll im Training einsetzen lässt. Natürlich sitze ich auch viel am Rechner, weil das Training der Modelle und die Verarbeitung der Daten am PC stattfinden. Im XR-Labor arbeiten wir dann, wenn wir mehr Platz oder spezielle VR-Hardware benötigen. Aber ein Teil der Arbeit findet tatsächlich draußen statt.
Welche typischen Herausforderungen begegnen Ihnen dabei?
Ein Thema ist das Wetter: Wenn man draußen scannt und sich die Lichtverhältnisse ständig ändern, verändern sich auch die Bedingungen für die Aufnahmen. Das beeinflusst die Qualität der Daten. In geschlossenen Räumen ist eher die Dunkelheit eine Herausforderung. Im Freilichtmuseum etwa gibt es Räume mit Fenstern und andere ohne. Diese starken Hell-Dunkel-Kontraste sind für Kameras anspruchsvoll.
Und dann ist da natürlich die Hardware: Ich bin seit 2013 in diesem Bereich tätig und seitdem heißt es jedes Jahr: „In fünf Jahren hat jeder eine VR-Brille.“ – was bisher nie eingetreten ist. Die breite Verfügbarkeit der Hardware ist nach wie vor ein Thema.
Merken Sie, dass Ihre Forschung bereits Wirkung zeigt?
Definitiv. Wir haben hier in der Region schon mehrere Projekte umgesetzt. Außerdem erreichen mich viele Anfragen aus ganz Deutschland – wir werden als Hochschule durch diese Forschung wahrgenommen.
Ich habe zum Beispiel mit einer Firma aus München gesprochen, die im Bereich Forensik arbeitet. Dort geht es darum, nach einem Verkehrsunfall oder sogar bei einem Tatort eine Szene möglichst exakt zu erfassen – als Gaussian Splat. So kann man sie im Nachhinein virtuell begehen. Man macht also nicht nur Fotos, sondern erfasst im Prinzip eine komplette Welt. Ein Gaussian Splat ist wie eine Umgebung mit unendlich vielen Blickwinkeln. Bei einem Unfall oder einem Tatort kann man später virtuell an den Ort zurückkehren und sich alles erneut anschauen.
Wenn finanzielle oder strukturelle Grenzen keine Rolle spielen würden: Welche Forschungsfragen würden Sie weiterverfolgen?
Wenn ich unbegrenzte Mittel hätte, wäre Hardware natürlich ein großes Thema, aber auch die Weiterentwicklung der Nutzungsmöglichkeiten. Ich würde Gaussian Splatting gern stärker mit KI-Technologie kombinieren, insbesondere mit generativer KI.
Grundsätzlich ist vieles inzwischen auch mit dem Smartphone möglich. Entscheidend wäre aber, die Funktionalität so weiterzuentwickeln, dass noch mehr Menschen die Technologie einfach nutzen können. In kleineren Räumen funktioniert das vermutlich schon gut. Aber in größeren Räumen braucht man für einen hochwertigen Splat sehr viele Fotos. Wenn man das alles manuell mit nur einer Kamera macht, ist das sehr zeitaufwendig. In unserem Setup arbeiten wir mit mindestens drei, oft vier oder fünf Kameras gleichzeitig. Das beschleunigt den Prozess deutlich.
Was würden Sie Studierenden oder angehenden Wissenschaftler:innen raten, die noch auf der Suche nach einem passenden Forschungsthema sind?
Ich finde Themen wie Virtual Production oder 4D-Gaussian Splatting – also bewegte, volumetrische Aufnahmen – extrem spannend. Wenn man Videos aufnimmt und daraus bewegte Gaussian Splats erzeugt, entstehen völlig neue Möglichkeiten in der Postproduktion. Ich glaube, dass das die Zukunft ist: Menschen und Umgebungen volumetrisch zu erfassen und dadurch viel flexibler weiterzuarbeiten. Wir sehen bereits, dass Inhalte im Internet zunehmend dreidimensional werden. Dank KI ist es heute deutlich einfacher geworden, 3D-Modelle zu erzeugen. Die Qualität ist noch nicht perfekt, aber die Entwicklung ist rasant. In ein bis zwei Jahren wird das noch einmal ganz anders aussehen. Jeder wird eigene 3D-Modelle generieren können.
Gerade im Bereich interaktiver Anwendungen, Gaming oder immersiver Installationen gibt es enormes Potenzial. Jede interaktive Anwendung braucht Logik, also Programmierung. Und hier würde ich Studierenden raten, die Angst vor dem Coden zu verlieren. Heute kann KI beim Programmieren enorm unterstützen. Man muss nicht alles selbst schreiben, aber man sollte verstehen, was passiert und wie es funktioniert. Man ist der oder diejenige mit der Idee und die KI ist das Werkzeug. Ich erkläre das gern so: Man ist wie ein Meister oder eine Meisterin, die das Ergebnis der Azubis und Gesellen beurteilt. Die KI hilft bei der Umsetzung. Dieses Verständnis wird in Zukunft zentral sein.
Für Alexander Kutter steht fest: Wer bereit ist, neue Technologien mutig zu erproben und kreativ mit ihnen zu arbeiten, gestaltet aktiv die digitale Realität von morgen mit. Danke für das Interview.
Lexikon
ist ein Verfahren zur fotorealistischen 3D-Visualisierung, bei dem reale Umgebungen aus vielen einzelnen Bild- und Tiefeninformationen rekonstruiert werden. Statt klassischer 3D-Modelle entsteht so eine digital begehbare Darstellung, die besonders realitätsnah wirkt.
sind die einzelnen, punktförmigen Farb- und Tiefenelemente, aus denen die 3D-Darstellung aufgebaut wird. In ihrer Gesamtheit ergeben sie ein detailreiches, räumliches Abbild einer realen Szene.
PROFuture@TH-OWL ist Teil der BMFTR-Förderline „FH Personal“ und wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz (GWK) unterstützt.
