3D Visualisierungstechnik in der Mathematik

Für viele Schülerinnen und Schüler der Mathematik-Grundkurse stellt es eine Herausforderung dar, sich 3-dimensionale mathematische Gebilde vorzustellen. Während die meist 2-dimensionalen Probleme der Mittelstufe sich naturgemäß leicht mittels Zeichnungen auf Papier und Tafel darstellen lassen, muss sich der Lehrer im 3-dimensionalen oft mit Schnur, Draht oder Pappmodellen behelfen, um die notwendige Anschaulichkeit zu erreichen.

Um das Verständnis 3-dimensionaler mathematischer Gebilde wie Geraden im Raum oder Ebenen zu erleichtern, werden schon häufig Programme eingesetzt, die durch verschiedene 2-dimensionale Ansichten des jeweiligen Objekts die Anschauung unterstützen. Diesen fehlt es aber an echter Tiefenwirkung. Ein noch im Experimentalstadium befindliches Programm erlaubt es nun, diese Tiefe durch die Verwendung von Anaglyphenbrillen und freie Drehbarkeit der Darstellung zu erzeugen.

Anaglyphenbrillen, in unserem Fall Cyan-Magenta-Brillen, sind wesentlich billiger als die aus Kino und Fernsehen bekannten Shutter- oder Polarisationsfilterbrillen und können daher im Klassensatz bereitgestellt werden. Sie erlauben zudem 3-dimensionale Darstellungen mit herkömmlichen Monitoren. Der Haupt-Nachteil, das Wegfallen von Farben, spielt bei der Darstellung geometrischer Objekte glücklicherweise kaum eine Rolle.

In einer ersten Teststunde konnten sich die Schüler unseres Kurses 12m4 mit diesem Programm vertraut machen und einfache Formen, wie z.B. einen Oktaeder erstellen.

Die folgende Graphik zeigt einen Oktaeder und eine Ebene. Es kann mit einer Cyan-Magenta-Brille betrachtet werden.