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Materialsysteme für das realistische Echtzeit-Rendering von Szenen in Anwesenheit von Flüssigkeitssimulationen und Image-Based Lighting

Material systems for realisitic realtime rendering of scenes in the presence of fluid simulations and Image-Based Lighting
 
: Puhl, Julian
: Kuijper, Arjan; Knuth, Martin

Darmstadt, 2014, 35 S.
Darmstadt, TU, Bachelor Thesis, 2014
Deutsch
Bachelor Thesis
Fraunhofer IGD ()
fluid visualization; fluid simulation; 3D rendering; Realtime Rendering; animation; high dynamic range; Business Field: Virtual engineering; Research Area: Computer Graphics (CG); Research Area: (Interactive) Simulation (SIM)

Abstract
Für eine Simulation einer Flüssigkeit in Echtzeit werden aktuell Verfahren angewandt, die entweder das Modell diskretisieren und somit gitterbasiert arbeiten oder die einzelnen Atome zu größeren Partikeln zusammenfassen und so das Verhalten simulieren. Beiden Ansätzen ist gemein, dass als Ergebnis keine glatte Oberfläche vorliegt, sondern eine angenäherte, die uneben ist, aus vielen einzelnen Elementen besteht und zudem keine optischen Eigenschaften einer Flüssigkeit besitzt. Aus Zeitgründen darf die nachfolgende Generierung der Oberfläche nicht sehr zeitaufwendig sein.
Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit die Nachbearbeitung der Daten via Bildverarbeitung unter der Anwendung von Glättungsfiltern sowie einer Bildpyramide untersucht. Die Pyramide bietet Zugriff auf verschiedene Detailstufen. Hierdurch können unterschiedliche Glättungen in Abhängigkeit von der Entfernung zum Betrachter gewählt werden. Viele Verfahren filtern hier sehr stark und fügen nachträglich wieder ein Rauschen ein, um eine nicht ganz so glatte Oberfläche zu simulieren. In Szenen, bei denen die simulierte Flüssigkeit seitlich betrachtet wird, können sowohl nahe als auch weiter entfernte Partikel nahe beieinander existieren. Hier spielt das Verfahren seine Stärke aus gleichzeitig auf unterschiedlich stark gefilterte Werte zugreifen zu können.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-328066.html