Interactive Visualization of Procedural Models

(01.01.2005 - 31.12.2006)

Komplexe 3D-Modelle virtueller Objekte lassen sich oftmals nur in prozeduraler Form beschreiben, das heißt als Programm, das Geometrie und Oberflächeneigenschaften des Objektes in variablem Detailgrad, zu bestimmten Zeitpunkten einer Animation oder in unterschiedlichen Ausprägungen erzeugt. Ein Beispiel ist eine Prozedur, die das geometrisches Modell eines Baumes einer bestimmten Gattung mit vorgegebenem Alter generiert, und die ebenso beschreibt, wie die Blätter des Baumes eingehendes Licht reflektieren. Bisher werden solche Modelle in Standarddarstellungen umgewandelt (Dreiecksnetze, Texturen, vereinfachte Reflexionsmodelle) und dann mit Standardtechniken visualisiert. Dieser Umweg kostet Rechenzeit und Speicher, und es gehen viele Optimierungsmöglichkeiten für eine interaktive Visualisierung verloren. In diesem Projekt werden Verfahren untersucht, unterschiedliche bekannte prozedurale Modelle erst zur Laufzeit auszuwerten und dann direkt zu visualisieren. Dazu werden die Möglichkeiten moderner programmierbarer Grafikhardware ausgenützt. Diese stellen enorme Rechenleistung zur Verfügung, die parallele Fließbandarchitektur macht jedoch spezielle Auswerte- und Visualisierungsalgorithmen nötig. In dem Projekt werden solche Algorithmen für einige klassische prozedurale Modelle wie fraktale Höhenfelder und L-Systeme entwickelt.