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Institute for Advanced Simulation (IAS)

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Adaptive Netzvereinfachung auf der Basis des Quadrik-Fehlermaßes

M. Boltes, Forschungszentrum Jülich, JSC

In der Computergrafik werden zur Erhöhung der Darstellungsqualität immer detailreichere Modelle verwendet. Der gewünschte Detailgrad ist aber je nach Anwendung unterschiedlich, so dass zur Einsparung von Prozessorleistung oder Speicherplatz die Modelle vorzugsweise automatisch vereinfacht werden müssen. Diese Vereinfachung der betrachteten Dreiecksnetze soll dabei die Originalnetze optisch möglichst gut wiedergeben.

Beim ausführlichen Vergleich existierender Verfahren fällt die Wahl für das in der Implementation herangezogene Maß des bei der Simplifizierung entstehenden Fehlers auf das Quadrik-Fehlermaß. Dieses in der Arbeit eingehend beschriebene Maß zeichnet sich durch seine Generalität, hohen Qualität und Geschwindigkeit aus. Die Simplifizierung geschieht dabei durch kontinuierliche Kantenkontraktion, deren Bewertung des geometrischen Fehlers über den quadratischen Abstand der Netzknoten des simplifizierten Netzes zu Ebenen durch die korrespondierenden Dreiecksflächen des Originalmodells geschieht.

Der Einsatz des implementierten Verfahrens in Virtual Reality-Umgebungen mit taktilen Ein- und Ausgabegeräten erfordert zudem einen adaptierbaren Detailgrad, um die Latenz zwischen Nutzer- Aktion und System-Reaktion so weit zu minimieren, dass der immersive Eindruck für alle unterstützten Sinnesorgane der Simulation erhalten bleibt.

Hierzu wird die kontinuierliche Netzvereinfachung reversibel durchgeführt und dabei eine progressive Netzrepräsentation erstellt, so dass eine schnelle Anpassung der Detailstufe an Randbedingungen der Simulation wie der Bild- oder Kraftwiederholrate automatisch möglich ist.

Adaptive Netzvereinfachung auf der Basis des Quadrik-Fehlermaßes

Das erste zwei folgenden Videos zeigen eine kontinuierliche Netzvereinfachung anhand eines Kuh-Modells bzw. Kugelgelenk-Modells. Im dritten Video ist das Programm SenSitus und die darin integrierte adaptive Netzvereinfachung zu sehen. Verschiedene Videoformate stehen zum Streamen oder Download zur Auswahl.

 kuh (FileTypevnd.rn-realmedia, 3 MB)

 Komp_5_hell_2000kbps_95p_titel (FileTypex-ms-wmv, 5 MB)

 sensitus_indeo (FileTypex-msvideo, 191 MB)

Weitere Informationen entnehmen sie bitte der Publikation Jül-4157, Januar 2005, 179 Seiten.


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