Dieses Glossar bietet eine Übersicht über die Fachbegriffe, die in der Ausstellung Museum of the Future – 17 digitale Experimente verwendet werden. Die Begriffe sind alphabetisch sortiert. Hinweise zu fehlenden Begriffen oder ungenügenden Erklärungen nehmen wir gerne über das Feedback-Formular am Schluss des Glossars entgegen.
Ein Algorithmus funktioniert wie ein Rezept, das Schritt für Schritt vorgibt, in welcher Reihenfolge etwas gemacht werden muss. Diese Anleitung aus klaren Anweisungen hilft einem Computer, Aufgaben effektiv und schnell lösen zu können. Sie bilden die Grundlage der Computerprogrammierung. Die verschiedenen Algorithmen werden mit Programmiersprachen in ausführbare Codes übersetzt, die der Computer dann direkt umsetzen kann.
Augmented-Reality (AR) ist eine Technologie, um computergenerierte Bilder oder Informationen in das Sichtfeld unserer Augen einzublenden. Um AR-Installationen zu erleben, braucht man zusätzliche technische Hilfsmittel, die mit einem Bildschirm ausgestattet sind; zum Beispiel ein Smartphone oder ein Tablet. Damit wird die von unseren Augen wahrgenommene Realität mit virtuellen Elementen erweitert (EN: «augmented»). Die Augmented-Reality (AR) unterscheidet sich von der sogenannten Virtual Reality (VR), wo man ganz in eine virtuelle Welt eintaucht und die physische Aussenwelt nicht mehr wahrnimmt.
Annotation ist ein Prozess, bei dem Bilder oder Videos mit Schlagworten versehen werden. So bekommt der Computer eine Beschreibung davon, was zu sehen ist, und wie er die Daten interpretieren kann. Mithilfe dieser kennzeichnenden Daten kann der Computer Muster erkennen und Zusammenhänge besser verstehen. Solche Informationen werden auch verwendet, um künstliche Intelligenzen zu trainieren, die dann auf grosse Datenmengen angewendet werden können, um Aufgaben zu lösen.
Eine bildgenerierende KI ist eine künstliche Intelligenz, die neue Bilder erstellen kann. Sie nutzt dafür die Informationen aus den vielen vorhandenen Bildern (zum Beispiel im Internet), um Muster zu erkennen und dann selbstständig neue, oft sehr realistisch wirkende Bilder von Menschen, Landschaften oder Produkten zu generieren, die es so nicht gibt.
Blockchain ist eine Art digitales und sicheres Transaktionssystem, das Informationen auf eine spezielle Art speichert. Die Blockchain besteht aus einer Kette (EN: «chain») von Blöcken (EN: «blocks»). Jeder Block enthält Daten und ist mit dem vorherigen Block verbunden – so entsteht eine bestimmte Abfolge, die nicht manipulierbar ist. Diese Technik macht es sehr schwer, Daten nachträglich zu verändern, weil bei jeder Abfrage die genaue Reihenfolge der Blockchaine mit sämtlichen Blöcken überprüft wird.
Wenn etwas computergeneriert wird, bedeutet das, dass Bilder oder Videos von einem Computer erstellt wurden; oft mithilfe von speziellen Programmen oder Künstlicher Intelligenz. Das heisst, sie wurden nicht mit einer Kamera aufgenommen oder von Menschen erstellt – sondern vom Computer erzeugt.
Ein Deepfake ist ein digitaler Doppelgänger. Es kann ein Bild, Video oder Audio – aber auch ein digitales Objekt sein, das mit Hilfe von Computerprogrammen und teilweise Künstlicher Intelligenz so verändert oder erzeugt wurde, dass es täuschend echt aussieht oder klingt. Oft werden dabei Gesichter oder Stimmen von Personen so manipuliert, dass sie etwas sagen, was sie in Wirklichkeit nicht gemacht haben. Deepfakes können unterhaltsam sein, aber sie können auch problematisch sein, weil sie Identitäten stehlen, täuschen und betrügen können.
Ein 3D-Druck ist ein Herstellungsverfahren, bei dem ein dreidimensionales Objekt schichtweise aufgebaut wird. Statt Material wie beim Fräsen oder Bohren abzutragen, trägt der 3D-Drucker die Schichten nacheinander auf, bis das fertige Objekt entsteht. Wegen des schrittweisen Hinzufügens von Material nennt man das 3D-Drucken auch ein additives Fertigungsverfahren.
Ein 3D-Modell ist eine dreidimensionale digitale Darstellung eines Objekts oder einer Figur. Im Gegensatz zu einer zweidimensionalen Abbildung zeigt ein 3D-Modell Tiefe, Breite und Höhe, also alle drei Raumdimensionen. Es besteht aus Punkten (EN: «Vertices»), Kanten (EN: «Edges») und Flächen (EN: «Polygone»), die zusammen die Form des Objekts bilden.
Eine 3D-Punktwolke (EN: «point cloud») ist eine Sammlung vieler einzelner Punkte. Jeder Punkt steht für einen gemessenen Punkt auf der Oberfläche eines realen Objekts oder einer dreidimensionalen Umgebung. Die Position von jedem Punkt wird räumlich verortet, also die Tiefe, Breite und Höhe abgemessen.
Ein 3D-Scan ist ein Verfahren, bei dem ein reales Objekt oder eine Umgebung digital in drei Dimensionen erfasst wird. Das Ergebnis ist meist eine 3D-Punktwolke oder ein fertiges 3D-Modell, das die Form und oft auch die Farbe des gescannten Objekts enthält.
Fotogrammetrie ist ein Verfahren zur Erstellung von 3D-Modellen. Ein Objekt wird aus vielen unterschiedlichen Perspektiven fotografiert: Je mehr überlappende Bilder entstehen, desto besser. Spezielle Software erkennt, wo jeweils der gleiche Bildpunkt in mehreren Bildern liegt. Mithilfe der «Triangulation» wird aus den Bildpunkten ihre Position im Raum berechnet. Dadurch kann ein 3D-Modell gerechnet werden. Da dem Modell Fotografien zugrunde liegen, kann auch die Oberfläche des physischen Objekts realistisch digital abgebildet werden.
Fused Filament Fabrication (FFF) oder Fused Deposition Modeling (FDM) bezeichnet ein Verfahren, bei dem ein 3D-Drucker schichtweise ein Objekt aufbaut. Zuerst wird ein dünner Kunststoffdraht («Filament») in den Druckkopf gezogen. Dieser wird im Druckkopf geschmolzen, durch eine Düse gepresst und präzise auf die Unterlage aufgetragen. Die Düse kann sich nach oben und unten sowie nach links und rechts bewegen. Nacheinander legt sie so jeweils eine Schicht auf die vorherige auf.
Immersion beschreibt das Gefühl, vollständig in eine digitale Umgebung einzutauchen und die reale Welt auszublenden. Dieses intensive Eintauchen wird durch moderne Virtual-Reality (VR)-Einrichtungen ermöglicht, bei denen eine VR-Brille hochauflösende 3D-Bilder direkt vor den Augen anzeigt und Kopfbewegungen in Echtzeit verfolgt, sodass man sich in der virtuellen Welt frei umsehen kann. Ergänzt wird das Erlebnis durch Controller, mit denen man Hände und Bewegungen steuert und mit der Umgebung interagiert.
Interfaces (DE: «Schnittstellen») sind Verbindungspunkte oder Kontaktstellen, über die zwei oder mehrere Systeme, Geräte oder Programme miteinander kommunizieren oder zusammenarbeiten können. Benutzerinterface können zum Beispiel physische Knöpfe oder Navigationsmenüs sein, über die Menschen mit einem Computer oder Programm interagieren.
Künstliche Intelligenz (KI) bezeichnen Computerprogramme oder Maschinen, die es Computern ermöglicht zu lernen und komplexe Aufgaben zu erledigen, die bisher ausschliesslich Menschen vorbehalten waren. KI-Systeme werden oft mit grossen Datenmengen trainiert, damit sie Muster erkennen und daraus lernen können. Mit fortschreitendem Lernen können sie die Muster mit immer besserer Wahrscheinlichkeit erkennen, um damit Aufgaben immer besser lösen. Das nennt sich auch maschinelles Lernen. Der Computer lernt also eigenständig, anders wie bei einem Algorithmus, der extra programmiert wird, um der Maschine genaue Schritt-für-Schritt Anweisungen zum Lösen von Aufgaben zu geben.
Ein Large Language Model (LLM) ist ein Computerprogramm, das mithilfe grosser Mengen an Textdaten gelernt hat, menschliche Sprache zu verstehen und zu erzeugen. Es analysiert Texte aus dem Internet, Büchern, Artikeln und anderen Quellen, um Muster in der Sprache zu erkennen. So kann es zum Beispiel Fragen beantworten, Texte schreiben oder zusammenfassen, Übersetzungen anbieten, Programmiercodes generieren oder einfache Gespräche führen. Ein bekanntes Beispiel ist ChatGPT. Dabei denkt das Modell aber nicht wie ein Mensch, sondern berechnet anhand von dem ihm bekannten Muster, welches Wort oder welcher Satz wahrscheinlich am besten passt.
Lasersintering ist ein Herstellungsverfahren, bei dem ein Pulver (zum Beispiel Nylon) mit einem Laser schichtweise verschmilzt wird, um damit ein festes Objekt zu erzeugen. Diese Art der Fertigung gehört zur Familie des 3D-Drucks wie auch die im Glossar aufgeführte Fused Filament Fabrication (FFF oder FDM) oder die Stereolithografie. Dafür wird zuerst eine dünne Schicht Kunststoff-, Metall- oder Keramikpulver auf einer Unterlage verteilt. Ein Laserstrahl «zeichnet» die Form des Objekts in das Pulver und verschmilzt («sintert») nur die betroffenen Bereiche. Dann wird eine neue Pulverschicht aufgetragen und dieser Vorgang Schicht für Schicht wiederholt, bis das Teil komplett ist.
LiDAR (kurz für «Light Detection and Ranging») ist eine Technologie, die mithilfe von Laser die Entfernung zu Objekten misst, um eine präzise dreidimensionale Karte der Umgebung zu erstellen. Dabei sendet ein LiDAR-Sensor Laserstrahlen aus, die von Oberflächen reflektiert werden; die Zeit, die das Licht für den Hin- und Rückweg braucht, wird gemessen, um die Entfernung genau zu berechnen. LiDAR wird häufig in Bereichen wie autonomem Fahren, Robotik, Kartografie und Umwelterfassung eingesetzt, weil es auch bei schlechten Lichtverhältnissen detaillierte und genaue räumliche Informationen liefert. Die Technologie bietet sich auch für das Scannen von Objekten im Museum an, da aus konservatorischen Gründen die Objekte nicht hell beleuchtet werden dürfen.
Maschinelles Lernen ist ein Teil der künstlichen Intelligenz und bedeutet, dass Computerprogramme selbstständig aus Daten lernen, anstatt von Menschen programmiert zu werden. Statt dem Computer jede Regel vorzugeben, zeigt man ihm eine Menge Beispiele – zum Beispiel E-Mails, die als «Spam» oder «Nicht-Spam» markiert sind – und das Programm erkennt mit der Zeit selbst, welche Merkmale typisch für Spam sind. So kann es später neue E-Mails automatisch filtern. Das funktioniert, weil der Computer Muster in den Daten findet und daraus Vorhersagen ableitet.
Metadaten sind Informationen, die etwas über andere Daten erzählen. Bei einer Fotografie zum Beispiel sind die Meta-Daten nicht das Bild selbst, sondern Angaben wie wann und wo es aufgenommen wurde, mit welchem Gerät und wie gross die Datei ist. Auch bei Musikdateien oder Textdokumenten gibt es solche Zusatzinfos wie Titel, Künstler:in oder Erstellungsdatum. Metadaten helfen dabei, Daten besser zu sortieren, zu finden und zu verstehen – zum Beispiel sortiert das Handy anhand dieser Meta-Daten Fotos automatisch nach Datum oder Ort.
In der Computergrafik bezeichnet man mit Mesh ein dreidimensionales Netz aus vielen kleinen Flächen, meist Dreiecken, die miteinander verbunden die Oberfläche eines 3D-Objekts bilden. Dieses Netz sorgt dafür, dass Figuren, Gebäude oder andere Objekte in Computerspielen und Filmen realistisch dargestellt werden können.
Motion Capture (DE: «Bewegung einfangen») ist eine Technik, bei der die Bewegungen von Menschen oder Tieren digital aufgezeichnet werden. Dabei werden spezielle Sensoren oder Kameras verwendet, um die Positionen und Bewegungen in Echtzeit zu erfassen. Diese Daten werden genutzt, um digitale Figuren in Filmen, Videospielen oder Animationen möglichst natürlich und realistisch zu bewegen. So kann zum Beispiel ein:e Schauspieler:in in einem Anzug voller Sensoren auch nicht-menschliche Rollen spielen, indem ihre Bewegungen eins zu eins auf eine Computerfigur übertragen werden.
NFTs sind digitale Zertifikate, die beweisen, dass jemand einzige:r Besitzer:in eines digitalen Objekts ist – zum Beispiel eines Bildes, Videos oder Musikstücks. Die NFTs sind einzigartig. NFT werden auf der Blockchain gespeichert, einer Art digitalem Verzeichnis, dadurch lässt sich nachvollziehen, wem das Objekt gehört sowie wann und wie viele Male dieses schon verkauft wurde. Künstler:innen und Kreativschaffende nutzen NFTs oft, um digitale Kunst oder Musik direkt an Käufer:innen zu verkaufen und dabei die Echtheit der Werke zu sichern und vor Kopien zu schützen.
Prompts sind kurze Texte oder Fragen, die man einer KI oder einem Computerprogramm gibt, damit es darauf antwortet oder etwas erzeugt. Man kann sich Prompts also wie Anweisungen vorstellen. Bei Programmen, die Texte oder Bilder generieren, beschreibt ein Prompt, was die KI als Resultat ausspielen soll.
Ein Punktwolkenscan ist ein Verfahren, bei dem ein Laserscanner die Oberfläche eines Objekts oder einer Umgebung abtastet und dabei die Distanz zu den einzelnen Punkten im Raum misst. Diese Punkte bilden zusammen eine Punktwolke, also eine Sammlung von Koordinaten im dreidimensionalen Raum, die die Form und Struktur des gescannten Objekts darstellen können. Mit Punktwolkenscans lassen sich auch ganz grosse Dinge wie Gebäude, Landschaften, Maschinen oder auch Menschen präzise digital erfassen.
Stereolithografie (kurz SLA) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein flüssiges, lichtempfindliches Harz schichtweise mit einem Laser oder einer anderen Lichtquelle ausgehärtet wird, um ein festes Objekt zu erzeugen. Dabei «malt» ein Laserstrahl gezielt das gewünschte Modell in das Harz, das dadurch aushärtet. Dieses Verfahren ermöglicht präzise Drucke, die oft für Prototypen, Schmuck, Zahnmedizin oder technische Bauteile verwendet werden.
Eine SpaceMouse ist ein spezielles Eingabegerät, das vor allem von Ingenieur:innen, Designer:innen sowie 3D-Künstler:innen verwendet wird, um digitale Modelle oder dreidimensionale Werke zu steuern. Anders als eine normale Computermaus kann man mit der SpaceMouse das Modell oder die Kamera in alle Richtungen gleichzeitig bewegen, drehen und zoomen – fast so, als würde man das Objekt mit der Hand greifen und drehen. Dadurch wird die Arbeit an komplexen 3D-Objekten intuitiver und schneller.
Slicing bedeutet, dass ein 3D-Modell in viele digitale Schichten aufgeteilt wird. Eine spezielle Software schneidet das Modell in einen Stapel dünner Scheiben, die dem 3D-Drucker als Vorlage für jede einzelnen Schicht dient. So kann der Drucker das Modell Schicht für Schicht ausdrucken.
Eine Videogenerierungs-KI ist eine künstliche Intelligenz, die in der Lage ist, aus Texten, Bildern oder bereits existierenden Videos, neue Bewegtbilder herzustellen. Sie analysiert die Eingaben, versteht, was dargestellt werden soll, und erzeugt darauf basierend Videos. Solche KI-Systeme können neben Videoclips auch Animationen erzeugen oder visuelle Effekte hinzufügen.
Virtual-Reality (kurz VR) ist eine Technik, bei der man mit einer speziell dafür entwickelten Brille in eine computergenerierte Welt eintaucht. Man sieht dann die physische, reale Umgebung nicht mehr, sondern eine digital kreierte, die oft so gestaltet ist, dass sie sich echt anfühlt. In dieser virtuellen Welt kann man sich bewegen, umschauen oder auch interagieren, als wäre man wirklich dort. VR wird zum Beispiel in Spielen, beim Training oder in der Medizin genutzt, um besondere, immersive Erlebnisse zu ermöglichen.
Virtual Unwrapping ist eine Methode, bei der man virtuelle Objekte wie zum Beispiel antike Schriftrollen digital «entrollt» oder «entpackt», ohne sie dafür physisch öffnen zu müssen. Dabei werden hochauflösende 3D-Scans oder Röntgenaufnahmen gemacht, um die Oberfläche und das Innere der Objekte sichtbar zu machen. Mit speziell dafür entwickelter Software und KI können die Schriftzeichen oder Zeichnungen auf den gerollten oder gefalteten Materialien entziffert werden. Diese Technik wird oft in der Archäologie oder Forschung eingesetzt, um historische Dokumente einzusehen, ohne sie zu beschädigen oder zerstören.