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Veröffentlicht von:Leberecht Weisert Geändert vor über 9 Jahren
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Multimedia und Virtual Reality Vorlesung am 19.05.1999 Martin Kurze (kurze@acm.org) Multimedia in 3D
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 2 19.05.99 Repräsentation räumlicher Objekte n als Volumenelemente (Voxel) –aus bildgebenden Verfahren (Medizin, Materialkunde) n durch Definition der Oberfläche n explizit (Polygongitter) n implizit (Skelett + Abstandsparameter) –aus Modellier-Programmen
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 3 19.05.99 Sehen und Darstellen in 3D n konzeptionelles Modell des 3D Darstellens „Clipping“ des Betrachtungs- Pyramide 3D Welt- koordinaten Vorverarbeitung (Sichtbarkeits- berechnungen) Transformation in 2D Anzeige- Koordinaten „clipped“ 3D Welt- koordinaten 2D Anzeige- koordinaten
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 4 19.05.99 Projektionen n definiert durch gerade Strahlen –vom Projektionszentrum –auf die Projektionsfläche n Projektionsfläche ist eben (nicht selbstverständlich!) –planare geometrische Projektion –Gegenbeispiele aus der Kartografie n Man kann unterscheiden: –perspektivische Projektion –Parallelprojektion
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 5 19.05.99 Perspektivische Projektion Z X Y Z X Y Fluchtpunkt der z-Achse
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 6 19.05.99 Parallelprojektion Z X Y Z X Y orthografisch isometrisch
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 7 19.05.99 3 orthografische Projektionen
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 8 19.05.99 Ansichtsraum (view volume) View plane Back clipping plane Front clipping plane
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 9 19.05.99 Koordinatensysteme n 3D-Vektoren –rechtshändig –linkshändig n homogene Koordinaten –4D-Vektoren zur Repräsentation der Punkte –4*4 Matrizen für diverse Transformationen Z X Y Z X Y
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 10 19.05.99 Rendering Pipeline (Beispiel) „Datenbank“ traversieren 3D Welt- koordinaten Modell transformieren Ray tracing Anzeige
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 11 19.05.99 1. Modellieren n Geometrie –Primitive –implizite Oberflächen –Dreiecksnetze –Position und Richtung n Oberflächenmuster n Licht (Art, Farbe, Intensität, Richtung) n Kamera (Position und Richtung)
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 12 19.05.99 Modellieren (2)
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 13 19.05.99 Rendering Pipeline (2) n Vorverarbeitung –clipping –hidden surface removal –hidden object removal –backface culling –...
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 14 19.05.99 Strahlverfolgung n Von jedem Punkt der Anzeige wird ein „Sehstrahl“ in die Szene gesendet. n Jede Reflexion an einem Objekt wird berechnet. n Die Berechnung endet im Prinzip an der Lichtquelle. n In der Praxis wird nach wenigen (ca 3 bis 5) Reflexionen abgebrochen.
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 15 19.05.99 Ray tracing in progress
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 16 19.05.99 Licht und Schatten
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 17 19.05.99 Näher ´ran! Beachten Sie die Reflexe auf der Stuhllehne!
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 18 19.05.99 Raytracing - Ein Ergebnis
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 19 19.05.99 Detailansicht (Antialiasing)
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 20 19.05.99... das Ganze in VRML
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Martin Kurze:Multimedia und VR Multimedia in 3DFolie 21 19.05.99 Übungsaufgaben n Bilden Sie das VRML-97-Logo in 3D nach (roter Würfel, grüne Kugel, blauer Kegel; keine „Kondens-Streifen“)! n Erstellen Sie eine Szene mit Boden, Haus und einem Baum! n Erweitern Sie die Szene um 10 weitere Bäume an anderen Positionen und mit anderer Größe!
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