Fraunhofer-Gesellschaft

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Robuste Echtzeitschatten für komplexe, dynamische Szenen

 
: Hempe, N.
: Behr, J.; Jung, Y.

Koblenz, Landau, 2005, 131 pp.
Koblenz/Landau, Univ., Dipl.-Arb., 2005
German
Thesis
Fraunhofer IGD ()
realtime 3D graphics; realtime shadow update; perspective transformation

Abstract
Echtzeitgenerierte virtuelle Szenen, die nah an der Realität liegen sollen, sind ohne qualitativ hochwertige Schatten nicht vorstellbar. Schon seit längerem werden gerade für komplexe Szenen Shadow-Mapping-Verfahren eingesetzt, da diese weitgehend unabhängig von der Komplexität der Szene arbeiten. Dieses Verfahren hat jedoch einige Nachteile, wie die relativ schlechte Schattenqualität, auf die in dieser Arbeit eingegangen, und entsprechende Lösungen vorgestellt werden.
Der Schwerpunkt lag dabei in der Implementation eines Shadow-Viewports in das Open Source Szenengraphensystem "OpenSG". Dabei ist der Shadow Viewport Modular aufgebaut und erweiterbar. Er bietet die Möglichkeit, aus verschiedenen Schattenverfahren zu wählen und diese auf eine gegebene Szene anzuwenden. Darunter befinden sich Verfahren zur Erzeugung von harten als auch weichen Schatten.
Für harte Schatten wurden, neben dem Standard Shadow Mapping, verschiedene perspektivische Shadow-Mapping-Verfahren betrachtet. Für die Erzeugung weicher Schatten wird auf Verfahren auf Basis eines PCF-Filters eingegangen und eine Modifikation vorgestellt, mit der auch perspektivisch korrekte Soft-Shadows in Echtzeit berechnet werden können.
Am Ende werden die gewonnenen Ergebnisse aufgezeigt und anhand von Screenshots in verschiedenen Situationen hinsichtlich der erreichten Schattenqualität miteinander verglichen, um die Stärken und Schwächen der gezeigten Verfahren aufzuzeigen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-46398.html