Komplexpraktikum Globale Beleuchtung - Wintersemester 2005/06
Lehrstuhl für Computergraphik und Visualisierung
Betreuer: Thomas Räckel

Aufgabenstellung

Im Rahmen des Komplexpraktikums "Globale Beleuchtung" soll eine Software entstehen, die auf der Grundlage beliebiger XML3D-Dateien Bilddaten durch Raytracing erstellt. Dabei ist das Projekt in die folgenden Teilbereiche untergliedert:

• Materialien
• Mapping
• Beschleunigungsstrukturen
• Rekursives Raytracing und Monte-Carlo Sampling
• Szenenerstellung, Primitive, Lichtquellen
• Benutzerschnitstellen, Grafisches Debugging

Team

• Daniel Lunkwitz,
• Hendrik Müller
• Benny Wegner
• Carsten Wich

Softwaretechnologie

?Raytracer? stellt die Hauptklasse der Anwendung dar und bildet einen Container für ?Scene?, ?Importer? und ?Tracer?. Der Tracer sortiert die Szene in eine Beschleunigungsstruktur ein und sorgt für beschleunigte Schnittpunktberechnungen. Das Material hält Informationen über die Objektbeschaffenheit. Dabei stellt die Klasse ?SimpleMaterial? ein homogenes Material dar. Dieses ist gekennzeichnet durch eine Bumpmap sowie ein Beleuchtungsmodell mit dessen Texturen. Der Informationsaustausch zwischen den Klassen erfolgt über die Struktur ?SampleInfo?.

Features

• Beleuchtungsmodelle: Phong, Blinn
• Reflexion, Transparenz, Brechung
• Mapping (Texturen & Bumpmaps)
• Beschleunigungsstrukturen (BoundingBox, Voxelgitter)
• Rekursives Raytracing: Antialiasing, Globale Beleuchtung (Path Tracing)

Ergebnisbilder

Szene "Bildtexturen": 8,57s mit Voxelgitter:	Szene "DuskShroud": 41,68s mit Voxelgitter:

Brechung, Reflexion, Transparenz:

Kombination mehrerer Texturen und Heightmaps:

Halbtransparente Schatten, Transparenz-Maps, zweiseitiges Material:

Marmor:	Marmor:	Noise:

Wellen:	2 interferierende Wellen:	Bumpmap:

reines Raytracing:	Path Tracing (1000 Strahlen):	Path Tracing (100.000 Strahlen):

Demonstrationsszene vieler vereinter Features: