Geimer, Markus:
ISBN 3899594258

Interaktives Ray Tracing # Pb., 178 S., 52 Abb., davon 10 in Farbe, 3 Tab.

SCHLAGWORTE:
Computergraphik
Ray Tracing
Bounding Volume Hierarchien
Bézierflächen
Konsistenz, photometrische

Der Ray Tracing Algorithmus stellt eines der elementaren Verfahren auf dem Gebiet der digitalen Bildsynthese dar. Darüber hinaus bildet er die Grundlage zahlreicher Ansätze zur Simulation globaler Beleuchtung. Aufgrund des benötigten Rechenaufwandes galt es jedoch lange Zeit als undenkbar, das Ray Tracing Verfahren in interaktiven Anwendungen einsetzen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wird gezeigt, dass es auf verschiedenen Hardware-Plattformen durch die Verwendung von s. g. SIMD-Befehlssätzen durchaus möglich ist, bereits auf einem einzelnen Arbeitsplatzrechner interaktive Bildwiederholraten zu erzielen. Im Mittelpunkt steht hierbei insbesondere die Frage, ob sich Bounding Volume Hierarchien zur parallelen Verfolgung von Strahlpaketen eignen. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Algorithmen, sowohl zur Traversierung der Hierarchie, als auch zur Bestimmung des Schnittes zwischen einem Strahlpaket und einer Bounding Box, untersucht und miteinander verglichen. Gleiches gilt für zwei Verfahren zur Berechnung der Schnittpunkte eines Strahlpaketes mit einem Dreieck. Da es insbesondere im CAD-Bereich üblich ist, komplexe Modelle durch parametrische Flächenbeschreibungen zu repräsentieren, wird darüber hinaus die direkte Visualisierung solcher Geometrien mit Hilfe des Ray Tracing Verfahrens betrachtet. Am Beispiel getrimmter, bikubischer Bézierflächen wird gezeigt, dass auch die Darstellung von Freiform-Flächen anstelle von Dreiecken mit interaktiven Bildwiederholraten möglich ist. Abschließend wird untersucht, welche Änderungen an einem interaktiven Ray Tracing System vorzunehmen sind, um die Bilderzeugung auf eine physikalische Grundlage zu stellen. Hierzu wird die gesamte Prozesskette - von den Eingabedaten, über das Rendering, bis hin zur Darstellung - unter dem Gesichtspunkt der photometrischen Konsistenz betrachtet.

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