Sichtbarkeitsberechnungen mit dem Visibility Skeleton

Inhaltsangabe:Einleitung:
Mit zunehmender Leistung der zur Verfügung stehenden Hardware steigen auch die Erwartungen bei 3D-Grafik-Anwendungen - egal ob es darum geht animierte Sequenzen in Filme einzubauen oder gar ganze Filme mithilfe von Computern zu erstellen, Web-Basierte Wanderungen durch dynamische Welten zur Verfügung zu stellen oder aktionsreiche Spiele zu spielen - schneller und realitätsnäher lautet die stets gleiche Devise. Die Geschwindigkeit und die Realitätsnähe ist auch vielen ein Maßstab zur Messung der Qualität von 3D-Anwendnungen. Realitätsnähe kann in erster Linie dadurch erreicht werden, indem noch detailliertere Informationen in den Erstellungsprozess mit einfließen. Geschwindigkeit kann hingegen dadurch erreicht werden, indem die Informationen für den Erstellungsprozess effizient zur Verfügung gestellt werden. Sowohl Geschwindigkeit als auch die Realitätsnähe hängt in 3D-Grafik-Anwendungen zum großen Teil von Sichtbarkeit und deren Berechnung ab.
Wenn z.B. realitätsnahe Filmsequenzen generiert werden sollen, so ist man darauf angewiesen, dass Licht- und Schattenverläufe detailliert wiedergegeben werden um den Realitätseindruck zu erhöhen, Licht- und Schattenverläufe hängen aber größtenteils von Sichtbarkeitseigenschaften ab. Oder wenn in einer Web-Anwendung in Echtzeit gewandert werden soll, so ist es erforderlich, dass ein schneller Zugriff auf Sichtbarkeitsinformationen ermöglicht wird, da sich bei Bewegungen die relative Sichtbarkeit der Objekte zum Betrachter ständig ändert.
Gang der Untersuchung:
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Visibility Skeleton, einer Datenstruktur, die in [DDP97] eingeführt wurde. In erster Linie dient das Visibility Skeleton der Modellierung von Sichtbarkeitsinformation. Bevor das Visibility Skeleton beschrieben wird, werde ich zunächst in Kapitel 2 auf die Grundlagen dieser Arbeit eingehen. Hierzu werden allgemeine Grundlagen zur 3D-Grafik eingeführt und verschiedene Themen - wie z.B. Sichtbarkeit, Radiosity-Verfahren und Plücker-Koordinaten - auf die diese Arbeit beruht, diskutiert. In Kapitel 3 wird dann das Visibility Skeleton in der von mit implementierten Form beschrieben, dabei werden die grundlegenden Elemente des Visibility Skeletons sowie die verwendete Datenstruktur erklärt. Eine detaillierte Beschreibung der Implementierung und die dabei aufgetretenen Probleme werden ebenfalls Thema dieses Kapitels sein. In Kapitel 4 werden einige Messwerte vorgestellt und in Kapitel 5 findet [...]