Vetter, seit 2002 Ordinarius an der Universität Basel, hat sein Fachgebiet erst auf Umwegen gefunden: Nach einem Studium der Physik und Mathematik in Ulm arbeitete er am Center for Biological and Computational Learning am MIT in Cambridge (Massachusetts) und am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen. 1999 wurde er Professor für Graphische Datenverarbeitung an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Bereits in den USA hatte Vetter an der visuellen Objekterkennung und an automatisierten Lernstrategien zur Repräsentation von Objektklassen gearbeitet. Nach Deutschland zurückgekehrt, begann er mit der Entwicklung von Modellen zur Analyse und Synthese von Gesichtsbildern.

Eines von Vetters Arbeitsgebieten ist die Fragestellung, wie mittels generativen Modellen und Methoden aus der Computergrafik Gesichter erkannt werden können. Dazu nahm sein Team 200 Beispielgesichter in ihrer dreidimensionalen Struktur auf, um daraus mittels Algorithmen ein allgemeines Modell zu berechnen. Dieses soll die Variabilität aller Gesichter erfassen und kann durch Kombination und Gewichtung der Beispiele beliebig neue Gesichter erzeugen. «Wir bauen die europäische Gesichtsvielfalt im Computer quasi nach und halten unser Modell so flexibel, dass wir auf Parameter wie Alterung oder Gefühlsausdrücke eingehen können.»

Hauptanwendungen dieser Forschung liegen in der Medizin, vor allem in der Chirurgie, aber auch in der Unterhaltungsindustrie. Daneben forscht Vetter auch über die menschliche visuelle Wahrnehmung: Mit psychophysikalischen Experimenten wird die Leistungsfähigkeit parametrischer Bildsynthesen genutzt, um das visuelle System des Menschen zur Objekterkennung zu untersuchen.