Mathematik hilft bei der Rekonstruktion eines Renaissance-Freskos:

Mathematik für Kunsthistoriker

Computergrafik der Fresken

18.10.2011, News

Moderne mathematische Methoden haben dabei geholfen, ein unlösbar scheinendes Puzzle wenigstens teilweise zu lösen: Ein Team um Professor Massimo Fornasier, Inhaber des Lehrstuhls für Angewandte Numerische Analysis der Technischen Universität München (TUM), konnte einen Teil des Renaissance-Frescos der Einsiedlerkirche in Padua rekonstruieren – aus 88.000 Putzstückchen, die nach einem Bombenangriff im zweiten Weltkrieg vom berühmten Fresco übrig geblieben waren.

Die Gemälde des italienischen Meisters Andrea Mantegna hatten schon Goethe fasziniert. In seinem Buch „Italienische Reise“ beschrieb er die Fresken als „scharfe, sichere Gegenwart“. Doch nach einem Bombenangriff durch alliierte Truppen im zweiten Weltkrieg blieben von den berühmten Gemälden nur noch Schwarzweißbilder und 88.000 abgefallene Putzstücke mit Fragmenten des Gemäldes übrig.

Mehrere Versuche, die Fresken zu rekonstruieren, schlugen fehl. Erst eine aufwändige mathematische Analyse, ein eigens für diese Aufgabe optimiertes Programm, versetzte die Wissenschaftler in die Lage, für die nur wenige Quadratzentimeter großen Stücke die richtige Position im Gemälde wieder zu finden.

Schon bei weit geringeren Anzahlen von Puzzlestücken hätte die verfügbare Computerkapazität nicht ausgereicht, um durch einfaches Vergleichen und Drehen jedes Teils seine richtige Position zu finden. Die Mathematiker nutzten daher ein Verfahren, die Circular Harmonic Decomposition, das ihnen für jedes Puzzlestück eine Liste mit den wahrscheinlichsten Positionen liefert. Dieses Verfahren erspart die Pixel-für-Pixel-Rotation jedes Puzzleteils und verkürzt damit die Rechenzeit dramatisch.

So konnten nun wenigstens 77 der ursprünglich etwa 1000 Quadratmeter des Freskos wieder richtig zugeordnet werden. Zusammen mit einem Schwarzweißbild geben sie den Besuchern der wieder aufgebauten Kirche wenigstens eine Ahnung von der ursprünglichen Schönheit des Gemäldes.

Originalpublikation:

Mathematics enter the picture, Massimo Fornasier, in MATHKNOW, Vol. 3, Mathematics, Applied Science and Real Life, Michele Emmer, Alfio Quateroni (Hrsg.), S. 217, Springer, 2009

Kontakt: presse@tum.de

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http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,776015,00.html