06.Animation mit Szenegraphen

Inhalt
Animation
Animation mit Szenegraphen
Wiederholung und Vertiefung
Szenegraphen
Knotenobjekte
Knotenhierarchie
Zusammenfassung
Tobias Breiner
SS 2006 - Animation
Szenegraphen
Sichtsysteme für Fahrsimulationen
Monitore & Displays
Dome
Visuelle
Hardware
Projektionen
Tobias Breiner
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2/100
konventioneller Fahrsimulationen
Pluralistik der Motion Bases
Head Mounted Displays
Cave & Semi-Cave
Powerwalls
Singlepowerwall
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Szenegraphen
Multipowerwall
Motionbases haben zwischen 1-12 Freiheitsgrade
Bislang kaum genormte Schnittstellen zu MBs
Sehr verschiedene Variationen der Motion Bases
=> Software meist nicht Hardware-unabhängig
gebogene Powerwall
Tobias Breiner
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3/100
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Szenegraphen
Inflexibilität gegenüber Hardwareveränderungen & neuen
Anforderungen jeglicher Art
Viele professionelle Fahrsimulationen entweder nicht
echtzeitfähig oder von teuren Hochleistungs-Workstations
abhängig
Hybridfahrsimulationen, die zwischen professionellen und
spielerischen Anwendungen interpolieren, sind meist sehr
unzulänglich
Keine freie Streckenwahl
Keine Einbeziehung unerwarteter Extremsituationen
Ÿ
Fahrsimulationen sind inflexibel
Programmierer und Anwender sind unfrei in
ihren Möglichkeiten
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Szenegraphen
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4/100
Die „Drei mal Fünf Freiheitsgrade“
des Freien Fahrsimulationskonzepts
Defizite konventioneller Fahrsimulationen
Ÿ
Tobias Breiner
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5/100
•
•
•
•
•
freie Wahl der Eingabegeräte, der Motionbases und
der Sichtsysteme
freie Konfigurierbarkeit der Kameraeinstellungen,
Blickwinkel und Auflösungen
freie Wahl aus mindestens drei zugrundeliegenden
Grafik-APIs (z.B. Direct 3D, OpenGL, Renderware3)
freie
Austauschbarkeit
der
Fahrzeuge,
der
Armaturenbretter und der Virtuellen Szenerie
freie Streckenwahl innerhalb der Virtuellen Szenerie
für den Testfahrer in allen drei räumlichen
Dimensionen
5
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Szenegraphen
5
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5
6/100
1
Grundlagen
Angemessene Physikalische Modelle
Wichtigste Formeln
z.B. Ifimetrale Fahrphysik
Die Geschwindigkeitsveränderung ∆v pro Zeiteinheit ∆t beträgt:
∆v = a*∆t
Drehmomente um Y-Achse
Dabei ist die Beschleunigung a nach Newton:
Gefederte Masse
Beschleunigung, Impuls
Ungefederte Masse
a = FGes/m
Also gilt:
∆v = FGes *∆t/m
FGes = longitudinale Gesamtbeschleunigungskraft
m
= Masse des Fahrzeugs
Druck, Haft- und Gleitreibung an den 4 Aufsatzpunkten
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Szenegraphen
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7/100
Gesamtbeschleunigungskraft
Der Luftwiderstand FL berechnet sich mit:
Aρ ⋅ v 2 c w
FL =
2
FGes =FA − FL − FR = − FM
FA = Beschleunigungskraft Netto
FL = Luftwiderstand
FR = Rollwiderstand
FM = Massenträgheit
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8/100
Luftwiderstand
Die longitudinale Gesamtbeschleunigungskraft
FGes berechnet sich zu:
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Szenegraphen
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Szenegraphen
A = Querschnittsfläche
ρ= Luftdichte
v = Geschwindigkeit
cw = Luftwiderstandswert
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Querschnittsfläche
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Szenegraphen
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Luftdichte
Luftdichte ρ:
Gibt an, wie viel Masse in einem
Kubikmeter Luft enthalten ist
Ist abhängig von:
Wetterlage
Höhe über N.N.
Quelle: http://www.kfz-tech.de/Formelsammlung/Luftwiderstand.htm
Typischer Wert für Meereshöhe und
20°C: 1,2 kg/m3
Faustregel für Durchschnittsfahrzeuge:
A = ca. 0,8 · b · h
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11/100
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Szenegraphen
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12/100
2
Rollwiderstand
Massenträgheit
Der Rollwiderstand FR berechnet sich zu:
FM = a*m
FR= cRmg
a = Beschleunigung des Fahrzeugs
m = Masse des Fahrzeugs
cR Rollwiderstandskooefizient
m Masse des Fahrzeugs
g Gravitationskonstante
Achtung: bei sehr kleinen Geschwindigkeiten (< 5km/h)wird
der Rollwiderstand durch den Haftwiderstand abgelöst,
beim Schleudern und Durchdrehen der Reifen durch den
Gleitwiderstand
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Szenegraphen
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13/100
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Szenegraphen
14/100
Einführung
Echtzeit
Die „fünf Freunde“ der 3D-Echtzeit
Definition aus Wikipedia:
1.
„Der Begriff „Echtzeit“ legt lediglich fest, dass ein
System auf ein Ereignis innerhalb eines
vorgegebenen Zeitrahmens reagieren muss.“
2.
=>„Echte“ Interaktivität
4.
In der Computergraphik liegt dieser Zeitrahmen bei
ca. 0.05s (entspricht 20 fps oder
Bewegtbildgrenze)
5.
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Szenegraphen
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15/100
3.
Viel in Initialisierung verschieben!
Maschinencodenah programmieren!
Polygone einsparen!
Angemessene physikalische Modelle
verwenden!
Performanten Szenegraphen wählen!
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Szenegraphen
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Grundlagen
Polygoneinsparungen
Skydome
Sky-Dome
L.o.D.Techniken
Bumpmapping
Billboarding
Texturen
Quelle: http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D:_Noob_to_Pro/Build_a_skybox
& http://www.starship-enterprises.net/3D%20Rotating%20Dome.htm
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Szenegraphen
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17/100
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Szenegraphen
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18/100
3
Multi-Skydomes
Billboards
Polygone, welche sich stets in Richtung des
Betrachters orientieren
Mehrere Schichten:
äußerste opak, innere halbtransparent
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Szenegraphen
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19/100
Billboards (Variationen)
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21/100
Multibillboards mit
Verschiebungen/Skalierungen
Mehrere hintereinanderliegende Schichten von
Billboards
Vorteile:
Tiefenschärfe (wenn Rendermodell dies unterstützt)
Interne perspektivische Verschiebungen bei
Nahbetrachtung
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Szenegraphen
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22/100
Billboards mit zusätzlichen semiorthogonalen
Schnittflächen
Vorteile:
Formänderungen (z.B. für Wolkenveränderungen,
Rauch,o.ä.)
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20/100
Criss Cross Billboards
Multibillboards mit Internen Verschiebungen
und/oder Skalierungen
Vorteile:
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Szenegraphen
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Multibillboards
Billboards mit Alpha-Textur:
Billboards mit transparenten und opaken Anteilen
(fast immer)
Multi-Billboards:
Mehrere hintereinanderliegende Schichten von Billboards
Axis alined Billboards:
Billboards, die sich nur um eine definierte Achsedrehen
können – in der Regel y-Achse
Criss-Cross-Billboards:
Billboards die zusätzliche Flächen beinhalten, welche die
Hauptffläche durchdringen
Video-Billboards:
Billboards mit einer Videotextur
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Szenegraphen
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Szenegraphen
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Tiefenschärfe (wenn Rendermodell dies unterstützt)
Interne perspektivische Verschiebungen bei
Nahbetrachtung
Gut geeignet für Bäume
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Szenegraphen
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24/100
4
LoDs mit Final Billboarding
Sky-Billboarding
Vorteil gegenüber Sky-Dome:
Quelle: http://www.720studios.net/~sam/projProposal.php
•Wolken verschieben sich gegeneinander
•Überlagerung von Wolken
Nachteil:
•Artefakte bei Wolkenkreuzungen
Quelle: http://www.720studios.net/~sam/projProposal.php
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Szenegraphen
25/100
Billbaords mit Alpha-Textur
Ohne Alpha
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Szenegraphen
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26/100
Schatten-Billboarding
mit Alpha
Quelle: http://www.hortus3d.com/fr_bil.htm
Quelle: http://www.hortus3d.com/fr_bil.htm
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Szenegraphen
27/100
Nächstes Kapitel
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Szenegraphen
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28/100
Grundlagen
Szenegraphen
Szenegraph – Nameschaos
•Englisch: scene graph oder scenegraph
Wiederholung und Vertiefung
•Französisch: moteur 3D orienté scène, gestion des scènes
hiérarchisées oder base des donées pour scènes
Szenegraphen
•Spanisch: motór 3D orientado a escenas oder grapho
jerárquico de escena
Knotenobjekte
•Norwegisch: 3D motor (på hierakiske organisasjon)
•…
•Deutsch Szenegraph oder Szenengraph (beides richtig, im
Folgenden erstere Version verwendet, übrigens, eine 3DEngine ist nicht unbedingt ein Szenegraph)
Knotenhierarchie
Resümee
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Szenegraphen
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29/100
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Szenegraphen
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30/100
5
Grundlagen
Grundlagen
Beispiel
Was ist ein Szenegraph?
•Graphikschnittstelle
•Beschreibung der hierarchischen
Objektstruktur einer Szene
•Gerichteter und azyklischer Graph
•Verschiedene Objekte als Knoten
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Szenegraphen
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31/100
Grundlagen
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Szenegraphen
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32/100
Grundlagen
Objekthierarchie
Vorteile von Szenegraphen
•Denken in Objekten statt in Punkten/Kanten &
Polygonen
•Erleichtert die Behandlung großer Szenen mit vielen
gleichförmigen Objekten
•Komprimierung
•Beschleunigung von
Statusänderungen
•Verbesserung des Cullings
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Szenegraphen
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33/100
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Szenegraphen
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Einführung
Grundlagen
Der wahre Y2K-Bug
Vielfalt an Szenegraphen
Microsoft –Direct 3D
SGI – Iris Inventor &
OpenPerformer
Fahrenheit
OpenGL Consortium - OpenGL
(Apple - Quickdraw3D)
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Szenegraphen
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35/100
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
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Szenegraphen
34/100
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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36/100
6
Grundlagen
Grundlagen
Vielfalt an Szenegraphen
Vielfalt an Szenegraphen
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
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Szenegraphen
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
[email protected]
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
37/100
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Szenegraphen
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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Grundlagen
Grundlagen
Vielfalt an Szenegraphen
Vielfalt an Szenegraphen
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
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Szenegraphen
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
39/100
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Szenegraphen
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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Einführung
Grundlagen
Vielfalt an Szenegraphen
Vielfalt an Szenegraphen
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
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Szenegraphen
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
[email protected]
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
41/100
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Szenegraphen
38/100
40/100
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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42/100
7
Grundlagen
Grundlagen
Vielfalt an Szenegraphen
Vielfalt an Szenegraphen
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
Tobias Breiner
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Szenegraphen
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
43/100
OpenSG
OpenPerformer
Panard Vision
RealiMation
Renderware SG
SurRenderer
VirTools
VisKit
Xeios
Wild Magic 3D
3D Generation
…
3DS
Inventor 1.0
Mantra4D-DB
OpenFlight
RealiBase
VRML 1.0
VRML 2.0
VRML 97
X3D
…
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Szenegraphen
Grundlagen
Grundlagen
Vielfalt => Beispielszenegraph
Rechts- vs. linkshändige
Allscene 3D
Crystal Space
Gamembryo
Gismo 3D
IrisInventor
Irrlicht
Java3D
Mantra4D
Nebula Device
NeMo
Ogre
OpenScengraph
Vorteile:
OpenSG
3DS
OpenPerformer
Inventor 1.0
•selbst
erstellte
Fahrsimulation
Panard Vision
Mantra4D-DB
RealiMation
OpenFlight
•machtvoll
Renderware SG
RealiBase
SurRenderer
VRML 1.0
•didaktische
Einfachheit
VirTools
VRML 2.0
VisKit
VRML 97
•konsistente
Teilung zwischen
Xeios
X3D
virtueller
und realer Szene
Wild Magic 3D
…
3D-Generation
3D-Generation
…
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Szenegraphen
45/100
44/100
y
y
z
x
x
links:
z
rechts:
RealiMation
Iris Inventor
3D-Generation
Open Performer
…
…
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46/100
Nächstes Kapitel
Knotenobjekte
Arten von Knoten
Wiederholung und Vertiefung
Szenegraphen
Knotenobjekte
Beispielanwendung
Zusammenfassung
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Szenegraphen
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47/100
Virtuelle Szene
Reale Szene
Gruppenknoten
•Gruppenbehälter
•Transformationen
•Switchknoten (Level-of-Detail,
Animation etc.)
•…
Blattknoten
•Lichter
•Geometrien
•Kameras
•Materialien, Texturen, Farben
•...
Gruppenknoten
•Gruppenbehälter
•Computer
•Kanäle
•Switchknoten (an, aus)
•…
Blattknoten
•Eingabegeräte
•Sichtsysteme
•Sichtfenster
•Soundgeräte
•Basis-Render-API
•…
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Szenegraphen
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48/100
8
Bildung der Objekthierarchie
Knotenobjekte der Szenegraphen
Virtuelle vs. Reale Szene
Szenen
Virtuelle Szene
g
Gesamtszene
Reale Szene
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Szenegraphen
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49/100
Tobias Breiner
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Szenegraphen
50/100
Knotenobjekte der Szenegraphen
Virtuelle Szene
Optische v.Sz.
Haptische v.Sz.
Rendercomputer
Synonyme: Machines
Ermöglicht verteiltes
Rendering im LAN
LAN
Sicht aus
linkem
Seitenfenster
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51/100
Sicht aus
rechtem
Seitenfenster
Sicht aus
Windschutzscheibe
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Sichtkanäle
Sichtkanäle
Synonyme: Channels
Parameter:
horizontale und vertikale Auflösung
2D-Position auf dem Sichtsystem (xS,yS)
Mono vs. Double Buffering
Konkatenation einer Basis-Graphik-API
(OpenGL, Direct3D, Glide, Nullrenderer
…)
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53/100
Open GL
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Szenegraphen
Direct 3D
52/100
Renderware16
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54/100
9
Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Viewports
Viewports
Synonyme: Views, Renderobject
Parameter:
Monoskopisch, stereoskopisch oder
polyskopisch
Gouraud shaded, flat shaded, shaded
Wireframe, unshaded wireframe oder
Vertex clouds
horizontale und vertikale Auflösung
2D-Position innerhalb des Kanals
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Szenegraphen
Wireframe
Gouraud Shaded Wireframe
Gouraud Shaded
55/100
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Szenegraphen
Flat Shaded
Gouraud Shaded & Antialiasing
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Viewports
Kameras
56/100
Synonyme: Cameras, Eyes, Viewpoints,
ViewPlattforms
Flat
Gouraud
Typen: zielungebundene vs. zielgerichtet
Parameter: Near Clipping Plane, Far
Clipping Plane, Sichtwinkel, oft eigene
Orientierung (Euler-Winkel),…
Phong
Quelle (modifiziert): http://www.point-libre.org
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Szenegraphen
57/100
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Szenegraphen
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Kameras
Kameras
Es kann zwischen
horizontalem Sichtwinkel αhor
und vertikalem Sichtwinkel αver
unterschieden werden.
In der Praxis wird der vertikale
Sichtwinkel meist indirekt aus
dem Verhältnis zwischen
Höhe h und Breite b der
Viewport-Pixelauflösung
ermittelt:
α ver = α hor ⋅
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Szenegraphen
58/100
Far Clipping Plane,
Nur Objekte innerhalb des
View Frustrums (= Sichtpyramidenstumpfes)
werden angezeigt
αver = vertikaler
=> Sensible Wahl der
Clipping-Ebenen
erforderlich!
Sichtwinkel
h
b
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59/100
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Szenegraphen
Near Clipping
Plane
View Frustrum
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60/100
10
Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Kameras
Kameras
zielgerichtete
zielungebundene
2 Positionen (Ort und Ziel)
Position (Ort) und
Orientierung (Zielrichtung)
Tiefenunschärfe:
Feature bieten nur wenige Szenegraphen
Zusätzliche Angabe einer FokussierungsDistanz notwendig
Nicht mit OpenGLoder Direct3Dbasierenden
Szenegraphen
machbar
http://bf.monis.ch/zentralarchiv/computergrafik/3dgloss2.htm
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61/100
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Szenegraphen
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Lichter
Lichter
Synonyme: Lights, Illuminations
Spotlight
Parameter:
Lichtart (Ambient-, Spot-, Punkt, …)
Farbe
Intensität (mit und ohne
Entfernungsabnahme)
ev. Richtung & Kegelöffnungswinkel (bei
Spot-Lichtern)
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63/100
Punktlicht
Lichtarten
Ambientes Licht
Paralleles Licht
Flächenlicht
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Lichter
Lichter
Farbige Lichter
Einigen Szenegraphen bieten negatives
Licht an (einfache Schatten durch
negative Spotlights möglich)
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65/100
64/100
Das „Oben Links“-Prinzip der Lichtrichtung
(Links oben stehende Lichtquellen wirken
intuitiv „richtig“)
Anwendung in:
Kunst
User Interfaces
Typographie
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62/100
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Szenegraphen
A
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66/100
11
Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Transformationen
Animation mit Transformationen
Synonyme: Transforms, TransformGroups,
Instances, Locales, LocaleCoordinates,
Placements
Translation
Rotation
Skalierung
ev. Scherung
i.d.R. noch weitere Attribute zusätzlich zu
homogenen Koordinaten (Switchs,
Renderparameter, Bounding Boxes …)
Achtung 1: Rechts- und Linkshändige Systeme
y
y
z
x
x
z
links:
rechts:
RealiMation
Iris Inventor
Open Performer
3D-Generation
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67/100
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Szenegraphen
Tobias Breiner
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Animation mit Transformationen
Animation mit Transformationen
Achtung 2: Rotationen nicht kommutativ!
Achtung 3: Gimbal Lock bei Rotationen
Verlust eines Freiheitsgrades =>
2 Singularitäten
M Rot1 • M Rot 2 ≠ M Rot 2 • M Rot1
68/100
Entgegen einer weit
verbreiteten Meinung sind
Quaternionen nicht die
Lösung für Gimbal Lock!
Statt dessen: Umrechnung
der globalen Orientierungen
in lokale Koordinatensysteme
Quelle: http://www.yourdictionary.com/images/ahd/jpg/A4gimbal.jpg
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Szenegraphen
Tobias Breiner
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69/100
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Szenegraphen
Tobias Breiner
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Geometrien
Animation mit Geometrien
Synonyme: Geometry, Shapes, GeoData
In der Regel intern abgelegt als Indexed
Face Sets:
Tabelle von Polygonen, Vertices,
Flächennormalem, Vertice-Normalen,
Strips & Fans, Texturkoordinaten,
Texturpointer, …
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71/100
70/100
Verschiebung der einzelnen Vertices
Ändern der Normalenvektoren =>
Verändern des Shadings
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72/100
12
Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Emitter
Gruppen
Synonyme: ParticleSources,
Sources
Synonyme: Groups, Gatherings
Containerobjekt für alle anderen
Knotenobjekte des Szenegraphen
Meist mit boolschen Flag versehen (zum
an- und ausschalten des Renderings
ganzer Objektgruppen)
Quelle von virtuellen Partikeln
Viele Parameter
Vorgefertigte Emitter:
Feuer, Rauch, Abgasen, Wolken,
Funken, Explosionen
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Szenegraphen
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Eingabegeräte
Texturen
Synonyme: Input Devices, Inputs
Tastatur
3D Maus
Maus
TouchPad
Lenkrad
Joystick
…
Synonyme: Textures, Skins
Arten:
Zielort: Surface, Background …
Herkunft: Prozedurale vs. Image Texturen
Anzahl: Single-, Dual-, Multitextures
Interpretation: Farbgebung (i.d.R.), Dot3-Bumpmap,
Lightmap, Shadowmap, Vertex Displacement Map …
Animation: Videotexturen, Gif-Texturen, statische Texturen
Transparenz: Alpha-Texturen, Chromakeying-Texturen,
opake Texturen
Granularitätsstufen: Mipmapped (mit und ohne Blending)
Aufbringungsweise: clamped, tiled, scaled, repeated …
Dimension: 2D, 3D
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Texturen
Texturen
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Clamping
Prozeduale 3DTexturen
Tiling
Scaling
Quelle: http://www.scheib.net/school/782/lab2/cat.html
Quelle (modifiziert): Michael Bax: http://www.stanford.edu/~mbax/textures/
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Texturen
Texturen
Dot3-Bumpmapping
Erzeugt Oberflächenrelief-Anmutung durch
Modifikation der Normalenvektoren, aber:
keine räumliche Verschiebung bei
Kameraanimationen
keine Selbstokklusion
keine Silhouettenbildung
ohne Bumpmapping
mit Bumpmapping
Quelle (modifiziert): http://www.vq-2.com/graphics/engine/shots/bump_2.jpg
Quelle (modifiziert): Michael Bax: http://www.stanford.edu/~mbax/textures/
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Texturen
Texturen
Zusätzlicher Alphakanal (zu Rot-, Grün- und
Blaukanal) gibt Transparenz an
Multitextured Lightmap
Quelle http://www.nvnews.net/previews/geforce3/multitexturing.shtml
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Quelle http://www.delphigl.de/tutorials/alphamask.html
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Knotenobjekte der Szenegraphen
Knotenobjekte der Szenegraphen
Texturen
Animation von Texturen
Chromatischer Schlüssel (hier: Magenta) kann
ebenfalls Transparenz anzeigen
Vorteil: Kein zusätzlicher Alphakanal notwendig
Nachteil: Keine Semitransparenz möglich
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Videotexturen, „Animated GIF“-Texturen
Veränderung der Ausgangsparameter bei
Prozeduralen Texturen
Texture Warping (Verändern der
Texturkoordinaten)
Texture Weighting (Verändern der Gewichte bei
Multitextures über die Zeit)
Generelle Parametermodifikation (z.B. Änderung
des Höhenfaktors bei Bumpmaps oder des
Transparenzwertes einer Textur über die Zeit)
Ersetzen der Textur (bzw. Texturlink verändern)
Quelle (modifiziert) http://www.delphigl.de/tutorials/alphamask.html
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Nächstes Kapitel
Minimalset für Knotenobjekte
Objekthierarchie in Beispielanwendung
Viewports
Szenen (meist nicht unterschieden zwischen
real und virtuell / haptisch und optisch, etc.)
Geometrien
Transformationen
Lichter
Kameras
Materialien/Texturen (i.d.Praxis)
Wiederholung und Vertiefung
Szenegraphen
Knotenobjekte
Beispiel-Objekthierarchie
Beispielanwendung
Zusammenfassung
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Szenegraphen
Bildung der Objekthierarchie
Bildung der Objekthierarchie
Hierarchie der Gesamtszene
Hierarchie der Gesamtszene
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Ifimetrale
Fahrphysik
Konsistenz
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Bildung der Objekthierarchie
Bildung der Objekthierarchie
Hierarchie des Fahrzeuges
Hierarchie des Fahrzeuges
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Bildung der Objekthierarchie
Bildung der Objekthierarchie
Hierarchie der Virtuellen Szene
Virtuelle vs. Reale Szene
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Bildung der Objekthierarchie
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Nächstes Kapitel
Codebeispiel 3D-Generation
Resümee
Wiederholung und Vertiefung
CVirtualScene vscOptisch;
CGroup grpFahrzg;
vscOptisch.Add(grpFahrzg);
vscOptisch.Switch(true);
Bildung von
Objektinstanzen
Arten von Szenegraphen
Konkatenation
Knotenobjekte
Parametrisierung
Beispielanwendung
…
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Zusammenfassung
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Zusammenfassung
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Ausblick
Szenegraphen:
Geschichte
Arten
Vor- und Nachteile
Knotenobjekte
Beispielanwendung
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Szenegraphen
Quaternionen
Slerp
Nurbs
Beispielanwendung
Interpolationsverfahren
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Ende
Danke
für Ihr
Interesse!
Interesse!
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