E186 - Institut für Computergraphik und Algorithmen
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Date (published):
2011
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Number of Pages:
88
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Keywords:
Ray Tracing; Zellen; spiegelende Selbstreflektion; Refraktion; 3D Texturierung
de
ray tracing; cells; specular self-reflection; refraction; 3D texturing
en
Abstract:
Die heutigen Echtzeitanwendungen, wie zB Computerspiele oder virtuelle Umgebungen, müssen immer komplexere geometrische Oberflächen darstellen.<br />Dies Beschaffenheit solcher Oberflächen umfassen lokale Parallaxe, korrekten Überdeckungen, überzeugende Silhouetten und sogar kompliziertere Effekte wie zB Selbstreflektion, Refraktion, Transluzenz, Selbst-Schattierung und Kaustik.<br />Mit Texture Mapping kann diese geometrische Komplexität nicht dargestellt werden.<br />Diese Diplomarbeit schlägt einen zellenbasierten Ansatz vor, um wiederholende feine Oberflächenstrukturen mit hoher visueller Qualität zu modellieren und darzustellen. Die Grundidee der Vorberechnung ist das Objekt in eine tieffrequente Geometrie (grobe Repräsentation des Objekts) und hochfrequente Oberflächendetails zu unterteilen. Die hochfrequenten Oberflächendetails werden durch sogenannte Zellen, die über den Objektspace verteilt werden, repräsentiert. Diese vorberechnete, zellbasierte Objektrepräsentation wird mittels Ray Tracing dargestellt. Dies ermöglicht korrekte Parallaxe, Verdeckungen und Silhouetten. In dieser Diplomarbeit wird auch bewiesen, dass kompliziertere Effekte wie spekulare Selbstreflektion und Refraktion mittels zellenbasierten Ansatz genauso leicht implementiert werden können.<br />
de
Today's real-time applications, such as computer games or virtual environments, need to display more and more geometrically complex surfaces. The appearance of such surfaces are achieved by local parallax, correct occlusions, convincing silhouettes and even by sophisticated effects such as self-reflection, refraction, translucency, self-shadowing and caustics to name a few.<br />Hence simple texturing mapping is insufficient to produce such high geometric complexity. This thesis proposes a cell-based approach to model and render repetitive fine scaled details with a high visual quality. The main idea of the precomputation is to decompose the object into a low frequent geometry (the general shape of the object) and high frequent surface details. The high frequent surface details are represented by so-called cells tiled all over the object space. The precomputed cell-based object representation is displayed by a ray tracer providing correct parallax, occlusions and silhouettes. This thesis proves that sophisticated effects such as specular self-reflection and refraction can easily be rendered with the cell-based approach.
