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Seminar Computergraphik

Fortgeschrittene Raytracing Techniken und Augmentierte Bildsynthese

Thorsten Grosch / Markus Geimer

Sommersemester 2003

Die Themen dieses Seminars kommen aus zwei verschiedenen Bereichen: Die erste Hälfte der Vorträge beschäftigt sich mit Raytracing Techniken, die zweite Hälfte mit Inversem Rendering und Augmentierter Bildsynthese.

Ray Tracing

Ray Tracing ist ein bereits seit über 20 Jahren bekanntes Verfahren zur Erzeugung photorealistischer Graphiken. Leider haftet ihm der Ruf an, extrem rechenaufwendig und damit für interaktive Anwendungen ungeeignet zu sein. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass die "klassische" rekursive Formulierung des Ray Tracing Algorithmus aktuelle Hardware nur unzureichend ausnutzt. Im Rahmen dieses Seminars sollen daher verschiedene Ansätze näher untersucht werden, die Ray Tracing mit interaktiven Frameraten versprechen. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die folgenden Fragestellungen interessant:

Ausnutzung von Strahlkohärenz
Dynamische Szenen
Parallelisierung auf PC-Clustern
Hardware-Unterstützung

Augmentierte Bildsynthese

Unter Augmentierter Bildsynthese versteht man die Erweiterung von digitalen Fotografien unter Berücksichtigung der Beleuchtung. Das kann z.B. das Einfügen eines korrekt beleuchteten virtuellen Objekts sein, das einen Schatten auf reale Objekte wirft oder das Einfügen einer neuen Lichtquelle. In diesem Seminar sollen verschiedene Verfahren zur Rekonstruktion von Licht - und Materialeigenschaften aus sogenannten High-Dynamic-Range Bildern untersucht werden. Mit Hilfe dieser Eigenschaften kann eine Lichtsimulation berechnet werden, die dem Foto ähnlich sieht. Werden bei der Lichtsimulation neue Objekte hinzugefügt, so kann das Ergebnis der Simulation mit einem differentiellen Rendering Verfahren im Foto dargestellt werden.
Die Themen für die Vorträge kommen u.a. aus folgenden Bereichen:

Differentielles Rendering
Erzeugung von High-Dynamic-Range Bildern
Inverses Rendering (Verschiedene Verfahren zur Rekonstruktion von Licht - und Materialeigenschaften aus HDR Bildern)
Beleuchtungsrekonstruktion mit Hilfe einer Light Probe (verspiegelte Kugel)
Interaktive Erweiterung von Fotots (Bewegung virtueller Objekte) mit Hilfe der Grafik Hardware
Neubeleuchtung digitaler Aufnahmen (Light Stage)

Durchführung

Zur Teilnahme an diesem Seminar ist eine Anmeldung erforderlich (möglich bis 27.04.2003). In der ersten Vorlesungswoche findet dann eine Vorbesprechung statt, bei der die Seminarthemen vorgestellt und unter den angemeldeten und anwesenden Studierenden vergeben werden.

Das Seminar wird wöchentlich durchgeführt und es besteht Anwesenheitspflicht für die Teilnehmer. Jeder Teilnehmer muß einen Vortrag zu einem Thema aus der Themenliste vorbereiten und durchführen.

Voraussetzungen

Vorlesung Photorealistische Computergraphik

Geplante Teilnehmerzahl: 24

Vorträge

Vorläufige Zeitliste

Editor: Thorsten Grosch
Letzte Änderung: 05.06.2003

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