„Wir haben die Graphische Datenverarbeitung zu einer wichtigen Disziplin gemacht“

Herr Encarnação, Sie kamen 1975 als Professor an den Fachbereich Informatik, der drei Jahre zuvor erst gegründet worden war. Warum haben Sie sich damals für Darmstadt entschieden?

Das hatte fachliche und persönliche Gründe. Der Fachbereich wurde 1972 in Darmstadt gegründet, aber es gab dafür eine Vorphase, das sogenannte überregionale Forschungsprogramm Informatik der Bundesregierung, mit dem die Informatik in Deutschland aufgebaut und etabliert werden sollte. Dafür konnten sich die Länder und ihre Hochschulen bewerben, mussten aber zusagen, dass aus einer Beteiligung anschließend ein Fachbereich oder eine Fakultät entstehen und fest verankert würde.

Der leider bereits verstorbene Darmstädter Professor Robert Piloty übernahm eine wichtige Rolle in der Gestaltung und Umsetzung des Forschungsprogrammes des Bundes und sorgte dafür, dass die TU sich beteiligte. Das Bundesprogramm beinhaltete verschiedene Forschungsgruppen, die sich mit Informatik-Bereichen wie u.a. Automaten Theorie und Formale Sprachen, Rechnerorganisation, Datenbanken, Betriebssysteme oder Programmiersprachen befassten.

Eine dieser Gruppen hieß Rechnergestützte Anwendungen. Robert Piloty war neben Prof. Hotz und Prof. Giloi in Saarbrücken und Berlin einer der drei Professoren bundesweit, die sich für Rechnergestützte Anwendungen als Fachgebiet stark machten, zu der nach ihrer Meinung auch die Graphische Datenverarbeitung – mein Fachgebiet – damals zählte. 1972 gab es also plötzlich einen neuen Fachbereich in Darmstadt, der starkes Interesse an diesem Fachgebiet hatte und dafür Professoren suchte.

Sie waren zuvor Assistenzprofessor bei Prof. Giloi in Saarbrücken? Darmstadt war also beruflich ein Aufstieg?

Ja, das war die erwähnte persönliche Komponente. Ich folgte zuerst meinem Förderer und Doktorvater Prof. Wolfgang Giloi von Berlin nach Saarbrücken. Die Stelle für Computer Graphik in Darmstadt war aber als eine C4-Professur ausgeschrieben. Ich war 34 Jahre alt, hatte Familie und wollte beruflich weiterkommen. Eine ordentliche Professorenstelle war daher mein Ziel und der nächste Schritt in meiner beruflichen Laufbahn. Deswegen habe ich mich auch in Darmstadt beworben.

Sie waren ein aussichtsreicher Bewerber in einem jungen Fachgebiet.

Ich war durch meine Promotion in Computer Graphics einer der ersten Promovenden in diesem Fachgebiet in Europa. Ich hatte bereits national wie international auf dem Gebiet Erfahrung und einen guten wissenschaftlichen Ruf. Ich erfüllte alle geforderten Voraussetzungen und habe deswegen die Stelle bekommen.

Wie kamen Sie überhaupt zur Informatik und zur Graphischen Datenverarbeitung?

Ich habe 1967/68 mein Studium der Elektrotechnik an der TU Berlin beendet und 1970 als Stipendiat der portugiesischen Stiftung Gulbenkian promoviert. Mein Doktorvater Prof. Giloi war es, der mir das Promotionsthema Graphische Datenverarbeitung zuteilte. Es war wie ein Fahrstuhl, den ich betrat und in dem der Knopf von ihm schon gedrückt war. (lacht)

Also eher ein Zufall?

Wenn man so will. Das Pferd für das Rennen hatte ich mir nicht ausgesucht. Was Computergraphik war, wusste ich zu dem Zeitpunkt gar nicht so genau. Ich habe dann aber sehr intensiv und engagiert geforscht und gearbeitet. Dadurch konnte ich viel für dieses Fachgebiet, das sich in der frühen Entstehungsphase befand, leisten, erfinden, umsetzen und auch durchsetzen.

Sie gelten heute als einer der internationalen Pioniere des Fachgebietes. Wie sahen die Anfänge aus?

Ein Computer, der nur mit Zahlen und Text umgehen und nur diese als Ergebnis seiner Verarbeitung ausgeben kann, reicht für viele Ingenieure und viele Anwendungen nicht. Diese Erkenntnis stellte sich sehr früh ein und nicht nur bei Prof. Giloi. Ohne Bilder und ohne interaktive Visualisierungstechniken waren viele Anwendungen damals noch extrem schwierig, einige sogar unmöglich. Unsere Arbeit bestand daher darin, die interne Datenstrukturen im Rechner in Bilder zu transformieren, umzusetzen und darzustellen.

In meiner Dissertation 1970 habe ich ein System für das Rechnergestützte Entwerfen und Konstruieren (CAD) mit eigenen innovativen Lösungen durch Einsatz der Graphischen Datenverarbeitung entwickelt und implementiert. Eines meiner ersten Projekte nach der Promotion – ich arbeitete dann als Projektleiter am Heinrich-Hertz-Institut in Berlin – war die Entwicklung und Implementierung von interaktiven, rechnergestützten bildgebenden Verfahren für die Medizin, unter anderem zur medizinischen Anwendung der Röntgen- und Ultraschalltechnologien. Beide Themen waren erste tolle Anwendungen der Graphischen Datenverarbeitung und einige meiner ersten Erfolge als Wissenschaftler in diesem Fachgebiet.

Wie sah ihre erste Zeit am neuen Fachbereich Informatik in Darmstadt aus?

Ich kannte Darmstadt vorher nur von wenigen Besuchen. Alles war für mich neu, die Fachrichtung und auch der Fachbereich. Die erste Unterbringung des Fachgebietes war eine Etage im Haus der Kohlenhandlung Schneider am Steubenplatz. Am Anfang war alles eher rudimentär, wir mussten uns auch erst an der Universität und im Fachbereich positionieren und für Akzeptanz sorgen.

Wie sah es mit der Zahl der Lehrenden und Studierenden aus?

Ich habe die genauen Zahlen nicht so präsent, aber wir müssen anfangs um die sechs bis neun Professoren und rund hundert Informatik-Studierende gewesen sein. Das Fachgebiet war von Anfang an ziemlich populär, der Hörsaal bei meinen Vorlesungen immer gut gefüllt. Natürlich gab es damals noch keine Laptops oder Handys, Tabletts oder Multimedia – das haben wir ja größtenteils alles erst miterfunden (lacht).

Damals hat man nur gesehen, Graphische Datenverarbeitung ist ein neues Fachgebiet, das versucht mit dem Rechner Bilder zu generieren und mit ihnen im Dialog anwendungsbezogen umzugehen. Das war in der Informatik auf einmal eine sehr interessante und wichtige Thematik, die auch die Studenten reizvoll fanden. Egal was wir im Kontext einer interaktiven und rechnergestützten Visualisierung gemacht haben, alles war neu, interessant und nützlich.

Wie war die finanzielle Ausstattung?

Die Ausstattung lief über das überregionale Forschungsprogramm Informatik. Davon wurden im Schnitt für jedes Fachgebiet eine Professorenstelle, eine Sekretärin, drei wissenschaftliche Mitarbeiter und ein Techniker bzw. Programmierer bezahlt. Das war die Berufungszusage auch für mein Fachgebiet. Wir haben 1975 mit sechs Personen angefangen. Als ich 2009 emeritierte, arbeiteten unter meine Verantwortung und Leitung am Fachbereich und den angeschlossenen Einrichtungen um die 200 Personen, die inzwischen in einem eigenen Neubau untergebracht waren. Es war eine wirklich sehr erfolgreiche Entwicklung, die vom Fachgebiet im TU-Fachbereich Informatik ausging.

Erinnern Sie sich an erste Projekte?

Erste grundsätzliche Arbeiten drehten sich wie gesagt darum, wie man von den Bits im Rechner – bei denen es sich letztlich um Zahlen handelt – zu Bildern kommt. Alles, was damals in der Soft- und Hardware von uns erforscht und entwickelt wurde, hatte mit der Transformation der internen Datenstruktur im Rechner in Bilder zu tun und den Möglichkeiten, damit interaktiv umgehen zu können. Nutzer*innen sollten Bilder mit dem Rechner zeichnen, löschen, einsetzen, vergrößern oder verkleinern können. Und in der Lage sein damit Simulationen und Animationen durchzuführen, um spezielle Probleme zu lösen oder eine Anwendung mit dem Digitalrechner zu realisieren.

Damals arbeiteten wir mit Vektor-Graphiken. Das waren anfangs Bilder in Form von Zeichnungen oder Skizzen. Jahre später haben wir dann erfunden, wie man auch die Rastertechnologie, die Fernsehtechnik, dafür nutzen kann. Dadurch ließen sich Bilder wie Fotos, in Grauwerten oder in Farbe mit dem Digitalrechner aufbauen, berechnen, manipulieren und ausgeben. Das war eine sehr wichtige Evolutionsphase für das Fachgebiet und zugehörige Technologien.

Klingt nach wirklicher Pionierzeit

Ja, das war es auch und es war eine sehr spannende Zeit, in der wir die Möglichkeiten und das Potenzial dieses Fachgebietes als Technologie und Informatik-Disziplin gesehen und erkannt haben. Es war unheimlich viel zu tun und zu entwickeln. Wir waren motiviert, wollten unseren Beitrag leisten. Ich war mit meinem Team ganz vorne in der internationalen Entwicklung der Graphischen Datenverarbeitung mit dabei. Noch gab es keine bewegten Bilder wie Videos oder Media-Anwendungen. Für diese Dinge, die heute jedes Kind kennt, haben wir im Fachgebiet Vorentwicklungen und Pilotrealisierungen geleistet oder daran mitgearbeitet.

Wie haben Sie herausgefunden, welche Anwendungen gefragt waren?

Wir haben viele Gespräche mit der Industrie und mit vielen anderen potenziellen Anwendern geführt. Was wollt ihr, welche Anwendungen braucht ihr? Großen Bedarf für bildgebende Verfahren gab es bereits in der Medizin oder für rechnerunterstütztes Entwickeln und Konstruieren, genannt CAD/CAE, in der Automobilindustrie. Auch die Bauingenieure und Architekten begannen Computergraphik zu nutzen, um Häuser, Gebäude, Brücken oder ähnliches zu planen und zu entwerfen. Es gab und gibt tausende Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie und neuen Informatik-Disziplin. Unser Fachgebiet war die Schnittstelle zwischen Digitalrechnern mit der zugehörigen E/A-Peripherie und den Technologien mit der Software zur interaktiven Visualisierung, die neue Problemlösungen und Anwendungen ermöglicht und erschlossen hat.

War der Erwartungsdruck groß?

Wir mussten liefern, sonst gab es keine Fördergelder und auch kein Projektgeld der interessierten Industrie und Anwender. Und natürlich war da auch der internationale Konkurrenzdruck. Doch ohne Druck kein Spaß (lacht). Deutschland war sehr früh in der Entwicklung der Graphischen Datenverarbeitung und wir standen in der vordersten Linie. Die Amerikaner waren in einer Führungsposition weltweit, aber auch wir waren keine Lehrlinge.

Wir sind teils mitgeschwommen, hatten aber bei bestimmten Themen sogar eine Führungsrolle. Mein Team und ich haben beispielsweise als Erste – noch vor den Amerikanern – das Graphische Kernsystem erfunden, entwickelt und implementiert. Das Graphical Kernel System (GKS) war 1977 der erste ISO-Standard für Computergrafik weltweit. Es ist eine funktionale Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung, eine API, für zwei-dimensionale Linien- und Vektorgrafiken, die unabhängig von Hardware (Peripherie) und Programmiersprache ist.

Im Bereich der Rastertechnologie haben wir in Berlin beispielsweise damals auch mit der Firma Nixdorf einige der ersten Rasteranwendungen erarbeitet. Sie waren notwendig, um etwa Röntgen- und Ultraschall-Bilder in der Medizin aber auch um Simulationen und Prototypen für die Auto-Entwicklung realisieren zu können.

Wir haben diese Entwicklungen in Darmstadt weitergeführt. Entworfen haben wir aber ebenso Software-Engineering-Konzepte für die Programmierung der damaligen graphisch-interaktiven Anwendungs-Systeme. Wir haben diese neue Technologie nicht nur salonfähig, sondern daraus einen wichtigen Informatik-Bestandteil gemacht, der bei der DFG, beim BMBF und der EU anerkannt und gefördert wurde. Das waren große Erfolge. Aus einer anfänglich fachlichen Nische, die einige nur als „nice to have“ betrachteten, haben wir die Graphische Datenverarbeitung zu einer eigenen, wichtigen Disziplin der Informatik gemacht.

Gab es auch Rückschläge?

Eine solche Entwicklung über mehr als 30 Jahre ist gepflastert mit Schwierigkeiten, die es zu überwinden gilt. Wir mussten uns zum etablierten Fachgebiet der Informatik entwickeln und durchsetzen, personell und finanziell wachsen und brauchten dafür eine starke Finanzierung, die nur über eine sehr intensive und erfolgreiche Projekt-Akquise auch in der Industrie und bei den Anwendern möglich wurde. Natürlich gab es auch Rückschläge, zum Beispiel das Cybernarium 2004.

Wir wollten damals für unsere Forschungsergebnisse, Innovationen und Pilotanwendungen eine Art Erlebniswelt schaffen. Damit wollten wir zur Popularisierung, Verbreitung und zum Verständnis der neuen Technologien beitragen und ebenso neue Partner für unsere Projekte anwerben. Wir hatten dafür auf dem Gelände des damaligen FTZ der Telekom in Darmstadt eine Pilot- und Demonstrationsanlage in Betrieb genommen, die jedoch leider nicht den erhofften Zulauf fand.

Die Idee war gut, aber ihrer Zeit voraus. Heute gibt es ähnliche Anlagen an verschiedene Stellen in Europa, die sehr erfolgreich betrieben werden. Wir haben aber viel daraus gelernt und mit der gemachten Erfahrung neue Demonstrations- und Vorführungsmöglichkeiten für unsere Arbeiten entwickelt. Es hat sich also für uns trotzdem gelohnt.

Wie hat sich der Fachbereich heute positioniert?

Der Fachbereich Informatik der TU Darmstadt hat sich in Deutschland und Europa gut etabliert, ist gewachsen und hat durch außeruniversitäre Einrichtungen eine starke und sinnvolle Ergänzung erfahren. So wurden gleich mehrere Fraunhofer Institute in Darmstadt etabliert.

Es sind neue Themen dazugekommen, in denen der Fachbereich prominent und führend ist – etwa in den Bereichen Künstliche Intelligenz, Multimedia oder IT-Sicherheit. Hier leistet er anerkannte Spitzenforschung, die seine Profilierung stärkt. Für meinen Fachgebiet beispielsweise hieß es schon damals: Computer Graphics made in Germany ist Computer Graphics aus Darmstadt. Damit war und ist der bis heute sehr gute internationale Ruf der TU in dieser wichtigen Informatik-Disziplin gemeint.

Sie selbst haben 1987 das Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) gegründet und waren bis 2006 auch dessen Direktor.

Der Aufbau des Fraunhofer Institutes IGD hat sich aus Bleibeverhandlungen ergeben. Ich war ein gefragter und gesuchter Mann, auch durch das gefragte Fachgebiet, das ich vertrat. Daher hatte ich verschiede Rufe an andere Universitäten. Die TU Darmstadt hat es verstanden mich zu halten und das IGD war eine Folge davon. Die Zusammenarbeit mit dem Land Hessen und der Universität war immer gut und ich habe nie bereut, in Darmstadt geblieben zu sein. Das IGD wird heute von meinem Nachfolger Dieter W. Fellner mit teils neuen, für die Informatik und ihre Anwendungen aktuellen, interessanten und wichtigen Themen sehr erfolgreich weitergeführt. Wie ich tut auch er dies in Personalunion mit einer Informatik-Professur an der TU Darmstadt.

Sie sind seit 2009 im Ruhestand, aber noch aktiv?

Wer mich kennt weiß, dass ich nicht ruhig sein kann. Ich war daher nach meiner Emeritierung national wie international als Strategie- und Innovationsberater sowie Sachverständiger für Industrie und Förderungsinstitutionen unterwegs. In meiner Geburtsheimat Portugal habe ich während der vergangenen fünf Jahre beim Aufbau einer Art Mini-Fraunhofer Gesellschaft – bestehend aus einem Netz von Co-operative Laboratories und arbeitend nach einem ppp-Konzept geholfen und mitgearbeitet.

Ich finde, dass auch kleinere Länder bei Innovationen im wichtigen internationalen Wettbewerb mithalten können sollten. In Portugal sind inzwischen 40 solcher CoLABS für verschiedene Marktsegmente, Anwendungen und Technologiebereiche in Betrieb und werden international, auch bei der EU in Brüssel, bereits als eine erfolgreiche Innovations-Initiative und als ein Referenzmodell gesehen. Damit habe ich die Kosten meines Promotionsstipendiums gut verzinst an mein Geburtsland zurückbezahlt. (lacht)

Der Fachbereich Informatik feiert sein 50jähriges Bestehen. Wo sehen Sie die Herausforderungen heute?

Die Digitale Transformation unserer Gesellschaft, unserer Wirtschaft und allem, was damit zusammenhängt, ist heute Kernaufgabe der Informatik und auch der Arbeit des Fachbereiches. Die Informatik ist eine Wissenschaft für sich, aber auch ein Werkzeug für die Entwicklung neuer Technologien und neuer Anwendungen, und ein Instrument für Innovationen und Erfindungen in anderen Disziplinen und wissenschaftlichen Gebieten. Sie ist ein „Enabler“.

Sie sollte aber auch einen Beitrag leisten zu gesellschaftlichen, sozialen und ethischen Entwicklungen und Veränderungen. Sie muss eine Rolle spielen bei den immer wichtiger werdenden Fragen der IT-Sicherheit, der Künstlichen Intelligenz und zukünftigen Cyber-Environments, die sich ergeben als die integrierte Mischung von reellen, virtuellen und erweiterten Realitäten in einer einzigen IT-Umgebung. Die Informatik wird zu einer neuen Form von Basis-Energie für die Gesellschaft, so wie es früher Wasser, Licht und Telefon waren und immer noch sind. Der Fachbereich muss daher mit der Zeit gehen und sich immer wieder neue Fachgebiete und Themen erschließen und dort führend in Lehre und Forschung mitarbeiten.

Ich bin mir sicher, dass die Kollegen*innen im heutigen Fachbereich Informatik der TU Darmstadt auch da vorne mit dabei sein wollen und erfolgreich sein werden.

Die Fragen stellte Astrid Ludwig.