Implementation of an improved billboard cloud algorithm

Abstract

Das Gebiet der Echtzeitgrafik hat viele Anwendungen.<br />Visualisierungen von großen Städten oder weitflächigen Landschaften stellen höchste Ansprüche an die visuelle Komplexität der virtuellen Welt. Dabei muss die Bildwiederholrate über 60 Bilder pro Sekunde bleiben, da sonst Bewegungen und Animationen nicht mehr fließend wahrgenommen werden. Obwohl die Hardware jedes Jahr immer leistungsfähiger wird, sind Geometrievereinfachungen ein wichtiger Bestandteil, um die Ressourcen für optimale Qualität und Leistung zu verteilen.<br />Diese Diplomarbeit präsentiert eine Übersicht von Geometrievereinfachungsverfahren basierend auf dem Billboad Cloud Prinzip. Anschließend wird die Problematik der zusammengefassten Verfahren erörtert und zahlreiche Verbesserungen und mögliche Änderungen beschrieben. Der Schwerpunkt dabei ist auf Reduzierung der Vereinfachungsartefakte und Verbesserung der Performance ohne dabei die visuelle Qualität zu beeinflussen. Abschließend werden die Ergebnisse in einer umfangreichen Auswertung präsentiert. Aus den dabei gewonnenen Erkenntnissen werden Regeln und Parameter für einen automatischen Geometrievereinfachungsprozess abgeleitet.<br />

Real-time rendering is a huge field with many applications.<br />Large scale urban visualization or outdoor game environments set highest demands on the visual complexity of the virtual world. The frame rate on the other hand has to stay above 60 frames per seconds, otherwise movements and animations are not perceived smoothly anymore. Even though hardware gets faster every year, geometry simplification is essential to distribute the resources for optimal quality and performance. This thesis gives an overview of geometry simplification algorithms based on the billboard cloud principle. The problematic of the summarized algorithms are discussed and several improvements and possible modifications are described. The focus is on reducing simplification artifacts and improving the performance without affecting the visual quality. Finally, the results will be presented in an extensive evaluation. From the gained insight rules and parameters for an automatic geometry simplification process will be derived.<br />