Dynamische Texturwände: ein Verfahren zur echtzeit-orientierten Bildgenerierung für Virtuelle Umgebungen technischer Objekte
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Paderborn
HNI-Verlagsschriftenreihe
1998
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|---|---|
| adam_text | Titel: Dynamische Texturwände
Autor: Ebbesmeyer, Peter
Jahr: 1998
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 5
1.1 Problematik 5
1.2 Zielsetzung 6
1.3 Vorgehensweise 6
2 Virtuelle Realität - Technologische Grundlagen und
Anforderungen an die Bildgenerierung 9
2.1 Definitionen, Entwicklungsgeschichte und Anwendungen der
Virtuellen Realität 9
2.1.1 Definitionen 10
2.1.2 Entwicklungsgeschichte 14
2.1.3 Anwendungen 17
2.2 Die Bestandteile eines typischen VR-Systems 18
2.3 Die Modellierung virtueller Umgebungen technischer Objekte ... 22
2.3.1 Zum Begriff technisches Objekt 22
2.3.2 Modelle technischer Objekte 23
2.4 Generative Computergraphik 27
2.5 Fallbeispiel einer Virtuellen Umgebung technischer Objekte:
Die virtuelle Modellfabrik 36
2.6 Problemabgrenzung 37
2.7 Anforderungen an ein Verfahren zur effizienten Bildgenerierung
für eine komplexe virtuelle Umgebung technischer Objekte 37
2.7.1 Anforderungen an die Bildqualität 37
2.7.2 Anforderungen aus Anwendungssicht 43
2.7.3 Systemtechnische Anforderungen 45
3 Analyse von Verfahren der Bildgenerierung 47
3.1 Basiskonzepte 47
3.1.1 Der Begriff der Szene 47
3.1.2 Szenentraversierung 50
3.1.3 Speicheroptimierte Datenstrukturen für
Gestaltprimitive 55
3.1.4 Texture Mapping 56
3.1.5 Dedizierte Hardware 59
3.1.6 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der
Anforderungen 60
3.2 Das Level-of-Detail Verfahren 62
3.2.1 Funktionsprinzip des Verfahrens 62
3.2.2 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der
Anforderungen 65
3.3 Preprozessorbasierte Sichtbarkeitsprüfung durch Zellzerlegung . . 65
3.3.1 Zellzerlegung für Geländemodelle 66
3.3.2 Zellzerlegung für Architekturmodelle 68
3.3.3 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der
Anforderungen 72
3.4 Zeitkohärente Sichtbarkeitsprüfung 72
3.4.1 Tiefenpufferbasierte Hierarchisierung 73
3.4.2 Zeitkohärente Sichtereignisse 74
3.4.3 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der
Anforderungen 75
3.5 Texturbasierte Verfahren 75
3.5.1 Das Textur-Cluster Verfahren 75
3.5.2 Zeitkohärentes Speichern von Einzelbildern 76
3.5.3 Bildbasierte Virtuelle Umgebungen 77
3.5.4 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der
Anforderungen 77
4 Handlungsbedarf und Zielsetzung der Arbeit 79
5 Dynamische Texturwände 81
5.1 Das Grundprinzip der dynamischen Texturwände 81
5.2 Perspektivische Projektionen für dynamische Texturwände 83
5.2.1 Projektionsfehler beim Einsatz von Texturwänden .... 89
5.2.2 Plazierung von dynamischen Texturwänden 93
5.3 Der Preprozessor 97
5.3.1 Zonenzerlegung 97
5.3.2 Modifikation des Szenengraphen 100
5.3.3 Generierung der Texturen 102
5.3.4 Generierung einer Texturwandzuordnungstabelle ... 106
5.4 Die Laufzeitumgebung für dynamische Texturwände 109
5.4.1 Traversierung des Szenengraphen 109
5.4.2 Aktivierung und Deaktivierung von dynamischen
Texturwänden 110
5.5 Vorgehensmodell 113
5.5.1 Modellierungsphase 115
5.5.2 Aufbereitungsphase 115
5.5.3 Echtzeitphase 116
5.6 Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der Anforderungen 117
6 Prototypische Realisierung 119
6.1 Modellierung und Szenenerstellung 119
6.1.1 Vorbild: Das flexible Fertigungssystem am
Heinz Nixdorf Institut 119
6.1.2 Gestaltmodellierung und Funktionsmodellierung .... 120
6.1.3 Szenenerstellung 121
6.2 Die Echtzeitgraphikbibiiothek IRIS Performer 124
6.3 Der Preprozessor 124
6.4 Die Laufzeitumgebung 127
7 Zusammenfassung und Ausblick 131
Abbildungsverzeichnis 133
Formelzeichen 137
Literaturverzeichnis 139
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