Simulation von Witterungen und dynamischen Effekten in der Echtzeit-Visualisierung der Fahrsimulation

Master-Thesis

Auf weiten Gebieten der Forschung und Entwicklung hat sich die Simulation als Mittel zur Erkenntnisgewinnung über real ablaufende Vorgänge etabliert und bewährt. In der Automobilbranche wird die Fahrsimulation unter anderem dazu eingesetzt, prototypische Systeme, wie beispielsweise Anzeige-Bedienkonzepte oder Fahrerassistenzsysteme kommender Produktgenerationen frühzeitig zu untersuchen und auf ihre Gebrauchstauglichkeit hin zu analysieren. Die Simulation erlaubt es, die Anzahl der realen Testfahrten zu minimieren und damit dem zunehmenden Kostendruck und den kürzer werdenden Produktzyklen der Industrie gerecht zu werden. Weiterhin lassen sich in der Simulation kritische Verkehrssituationen reproduzieren und untersuchen, ohne dabei Risiken eingehen zu müssen. Dies ist bei der Erprobung von sicherheitskritischen Systemen, z.B. aus dem Bereich der Fahrerassistenz, unverzichtbar. Damit die Fahrsimulationsuntersuchungen Rückschlüsse auf die Wirklichkeit zulassen, ist es dabei unerlässlich, dass die Simulation einen realistischen Eindruck vermittelt. Da die visuelle Information ein wesentliches Element der menschlichen Wahrnehmung darstellt, kommt der Computergraphik in der Fahrsimulation eine tragende Rolle zu.
Um die Qualität der Echtzeitvisualisierung in der Fahrsimulation zu steigern, sollen in dieser Diplomarbeit Verfahren entwickelt und implementiert werden, die zum einen zur Simulation von Witterungen, zum anderen zur Simulation von dynamischen Effekten dienen. Die Simulation von Witterungen umfasst die Entwicklung von Verfahren zur animierten Darstellung von Regen- und Schneefall als auch den Übergang zwischen Schönwetter und der jeweiligen Witterung. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Visualisierung von Fahrbahnoberflächen.
Die Simulation von dynamischen Effekten umfasst die Anreicherung von Straßenszenen mit animierten Effekten um Straßenszenen mehr Lebendigkeit zu verleihen. Denkbar ist hierbei die Simulation von Vogelflug, Wind, etc.
Um die entwickelten Verfahren präsentieren zu können, soll weiterhin eine Benutzeroberfläche implementiert werden, die die Veränderung der wesentlichen Verfahrensparameter erlaubt. Die Bearbeitung der Themenstellung findet auf der Grundlage neuester Graphik-Hardware statt.

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