Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.031 Radiosity in der Simulation von Mobilfunkwellen Einführungsvortrag.

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1 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.031 Radiosity in der Simulation von Mobilfunkwellen Einführungsvortrag von Marco Kühnel

2 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.032 Projektziele  Modifikation des MRT zur Simulation von Mobilfunkwellen mit Radiosity  Empirischer Vergleich der Ergebnisse  Analyse der Modifikationen

3 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.033 Beschreibung  Simulation von Mobilfunkwellen in verschiedenen Projekten (u.a. CARPET)  Rayleigh Kriterium impliziert: Reflexion (Urban)Streuung(Ländlich)

4 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.034 3D Makrozellenmodell  3D Makrozellenmodell von Z. Liu – diese Idee ist dem Radiosityverfahren sehr nahe n a b Sender Empfänger

5 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.035 Grundidee  Mobilfunkwellensimulation mit Raytracing wird bereits erfolgreich durchgeführt  3D-Makrozellenmodell mit Radiosity implementierbar (Formfaktoren)  Ersetzen von Raytracing durch Radiosity bei Funkwellensimulationen  Nutzung der Radiosityimplementierung im MRT

6 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.036 Zellentypen GSM

7 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.037 Radiosity  Visualisierung von Szenen  Lichtausbreitung über diffuse Oberflächen  Raytracing dafür weniger gut geeignet  Ursprünglich in der Optik / Wärmelehre verwendet  Globales Beleuchtungsmodell  Basierend auf Energieaustausch zwischen Patches  Dadurch hohe Komplexität! (O(n^2) bei n-Patches)

8 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.038 Überblick Radiosity 2  Szene wird in Patches eingeteilt (Flächen)  Patches können emittieren  Emittierte Energie wird verteilt  Energieaustausch zwischen den Patches  Formfaktoren Bild 1 von [1]

9 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.039 Warum MRT Modifikation?  Radiosity-Implementierung im MRT optimiert  Trennung der Verfeinerung aufgrund Form bzw. Energie  Diverse Optimierungen verfügbar  Radiosity ermöglicht Blickpunktunabhängigkeit – Vorteil bei der Ergebnisanalyse  Nutzen der vorhandenen Implementierung  Nur Modifikation nötig – keine komplette Neuerstellung

10 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0310 Unterschiede  Statt Licht wird Strahlung im GSM Frequenzbereich verwendet (800-1900 MHz)  Sender werden als Punktstrahlungsquelle modelliert  Strahlungsweg: Punkt – Patch – Patch – Punkt  Empfänger ebenfalls als Punkte modelliert  Klassische Radiosity kennt keine Punktstrahlungsquellen

11 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0311 Wellenausbreitung ReflexionStreuung Beugung  Reflexion (z.B. Urban)  Streuung (nicht ebene Oberflächen)  Beugung (an Objektkanten)

12 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0312 Theoretischer Ablauf  Einlesen  Landschaftsdaten einlesen  Analysieren  Initiale Strahlungsverteilung  Berechnen  Strahlungsaustausch innerhalb der Szene  Sammeln der Strahlung am Zielpunkt  Feldstärke am Zielpunkt bestimmen

13 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0313 Ablauf - Einlesen  Dediziertes Landschaftsformat  Zusätzlich Informationen zu Sendern und Empfängern  Höhenfeld - Digital Elevation Model (DEM) ?  Polygone ?

14 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0314 Ablauf - Analysieren  Initiale Strahlungsverteilung durch Sender  Sender wirkt als Punktstrahlungsquelle  Energieaustausch innerhalb der Landschaft initialisiert

15 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0315 Ablauf - Berechnen  Ablauf  Strahlungsverteilung innerhalb der Landschaft  Bodenbeschaffenheit bestimmt Reflexion / Streuung (Rayleigh)  Berechnung der Feldstärken durch Strahlungsaustausch zwischen den Patches  MRT führt automatisch notwendige Verfeinerungen der Patchunterteilung durch

16 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0316 Ablauf – Sammeln der Strahlung  Auswahl eines Zielpunkt und Sammeln der von Patches eintreffenden Strahlung  Bestimmung der Feldstärke  Visualisierung z.B. als Färbung

17 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0317 Abschlußanalysen  Vergleich der Ergebnisse mit Messwerten  Bestimmung der Genauigkeit der Simulation  Unerwartete Verzögerungen oder Probleme

18 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig M. Kühnel, Einführungsvortrag, 18.06.0318 Grafikverzeichnis [1] http://www.photonensturm.de/web/radiosity/ higrversion/shocked/galerie_s.html