Talisman: Commodity Realtime 3D Graphics
for the PC
J. Torborg, J. T. Kajiya
Student: Ivo Sele
Betreuer: Thomas Sprenger
Abstract:
Talisman ist eine neue 3D Graphik und Multimedia HardwareArchitektur
von Microsoft. Sie nutzt die zeitliche und räumliche Kohärenz
von 3D Animationen aus und reduziert dadurch die Kosten von Animationen
in hoher Qualität. Individuell animierte Objekte werden in
unabhängige Bildschichten gerendert, welche mit Video-Rate
zusammengesetzt werden. Während der Komposition der Bildschichten
werden affine Transforma- tionen auf diese angewandt, um 3D Bewegungen
der Objekte zu simulieren. Bildkompression wird für Texturen und
Bildschichten verwendet. Dadurch werden die Kapazitäts- und
Bandbreitenanforderungen reduziert. |
The Lumigraph
S. J. Gortler, R. Grzeszczuk, R. Szeliski, M. F. Cohen
Light
Field Rendering
M. Levoy, P. Hanrahan
Student: Patrick Diezi
Betreuer: Lars Lippert
Abstract:
Light Field Rendering und Lumigraph sind zwei neue, auf dem Ansatz des
Image Based Rendering basierende Methoden zur schnellen Generierung von
realistischen Bildern in Realtime. Dabei wird das Outputbild aus
verschiedenen Teilen aus diversen Samples einer Kollektion von
vorgängig erstellten Bildern generiert. Die Kollektion umfasst
Bilder einer statischen Szene mit fixer Beleuchtung, welche von
synthetischer, realer oder gemischter Herkunft sind. Die
Unabhängigkeit der Methoden von der Komplexität der Szene wie
auch der Beleuchtung ermöglichen es, dass der Benutzer interaktiv
seine virtuelle Kamera setzen und das Objekt in Realtime betrachten
kann. |
Progressive Meshes
H. Hoppe
Student: Martin Knecht
Betreuer: Oliver Staadt
Abstract:
Geometrische Modelle mit vielen Details sind alltaeglich geworden in
der Computergrafik. Diese Modelle, meist durch Dreiecksvermaschungen,
fordern Rendering Performance, Bandbreite und Speicherkapazitaet.
Dieses Paper fuehrt die sogenannte PROGRESSIVE MESH (PM) REPRESENTATION
ein, welche als neue Grundlage fuer das Speichern und Uebertragen von
Dreiecksvermaschungen benutzt werden kann. Diese effiziente und
verlustfreie Methode kann in verschiedenen Gebieten der Computergrafik
eingesetzt werden: fuer smooth Geomorphing of level-of-detail
Approximations, Progressive Transmission, Mesh Compression und
Selective Refinement. |
Geometry Compression Through Topological
Surgery
G. Taubin, J. Rossignac
Student: Peter Wepf
Betreuer: Thomas Sprenger
Abstract:
Es wird eine neue Kompressionsmethode fuer 3D-Meshes vorgestellt,
welche durch geschickte Kombination von Geometrie- und
Topologieinformation hoehere Kompressionsraten als bisherige Methoden
erreicht. Im Schnitt werden zur Speicherung der Topologie eines Meshes
nur noch 2 Bits pro Eckpunkt benoetigt. Das Einfuehren einer
Schaetzfunktion erlaubt es, die Koordinaten der Eckpunkte kompakt
abzulegen. |
Automatic Reconstruction of B-Spline
Surfaces of Arbitrary Topological Type
M. Eck, H. Hoppe
Student: Daniel Bielser
Betreuer: Martin Roth
Abstract:
Matthias Eck und Hugues Hoppe entwickelten ein Verfahren, das aus
einer Menge von Oberflaechenpunkten eines gescannten realen Objekts
vollautomatisch eine B-Spline Repraesentation berechnet. Fuer die
berechnete B-Spline-Repraesentation wird anschliessend die Moeglichkeit
geboten, diese soweit zu Verfeinern, bis sie sich einem vorgegebenen
Fehlermass entsprechend nahe an die Ausgangspunkte anschmiegt. |
D-NURBS: A Physics-Based Framework for
Geometric Design
H. Qin, D. Terzopoulos
Student: Alvaro Fussen
Betreuer: Martin Roth
Abstract:
Die Modellierung von Kurven mit einer rationalen Darstellung ist zwar
sehr flexibel, kann aber auch recht umstaendlich, und fuer den Designer
nicht unbedingt intuitiv in der Handhabung sein. D-NURBS bauen auf dem
Ansatz rationaler B-Splines auf, um deren Flexibilitaet zu erhalten,
versuchen jedoch durch eine von der Physik her motivierte Dynamik dem
Benutzer eine vereinfachte Modellierung zur Verfuegung zu stellen.
Kurven werden somit nicht mehr durch Kontrollpunkte, deren Gewichte und
veraendern der Knotenvektoren bestimmt, sondern durch Kraefte. Der
Designer biegt gewissermassen die Kurve in die gewuenschte Form. |
View Morphing
S. M. Seitz, C. R. Dyer
Student: Christian Limpach
Betreuer: Rolf Koch
Abstract:
Mittels Image Morphing ist es moeglich viele interessante 3D Effekte
anhand einfacher Bildtransformationen zu berechnen. View Morphing ist
eine Methode, welche es mittels einfachen geometrischen Projektionen
ermoeglicht Uebergaenge zu erzeugen, bei welchen sich die Kamerasicht
oder die Objektpositionierungen aendern. Dabei werden die Bilder zuerst
transformiert. Dann werden die Zwischenbilder fuer den Uebergang
erzeugt, welche dann in einem letzten Schritt wieder
zuruecktransformiert werden. Diese Methode kann auf jegliches
Bildmaterial angewendet werden, da keine 3D Information ueber den
Bildinhalt benoetigt wird. |
Fusion of 3D Shapes
P. Decaudin, A. Gagalowicz
Student: Tobias Strasser
Betreuer: Thomas Sprenger
Abstract:
Die Erstellung, Darstellung und Animation von komplexeren Objekten,
basierend auf einfachen Primitiven, ist ein wichtiges Gebiet in der
Computer Grafik. In diesen zwei Papers werden unterschiedliche Ansaetze
und Algorithmen praesentiert, welche es erlauben solche Objekte zu
generieren. Ein wichtiges Merkmal dieser Objekte sind ihre glatten
Oberflaechen, welche ihnen eine organische Charakteristik verleihen.
Die Ansaetze sind aber grundverschieden.
Das erste Paper geht von Mesh-Strukturen aus, welche dann mit
geeigneten Algorithmen Verschmolzen werden koennen. Des weiteren werden
verschiedene Anwendungen praesentiert, wie ein Creation-, ein
Animations- und ein Morphingtool.
Im anderen Paper wird ein Skalarfeld definiert, in welchem sich
mehrere felderzeugende Primitiven befinden. Die Isoflaeche der
supperponierten Felder definiert dann ein Objekt (auch Blobb genannt).
Es wird ein Algorithmus vorgestellt, welcher aus Range-Scanner-Daten
eine optimale Menge von Primitiven auswaehlt, so dass ihr
"Blobb" die Oberflaeche der Scanner-Daten moeglichst gut
approximiert. |
The Hemi-cube, a Radiosity Solution for
Complex Environments
M. F. Cohen, D. P. Greenberg
Student: Andreas Signer
Betreuer: Lars Lippert
Abstract:
"The Hemi-Cube: A Radiosity Solution for Complex
Environments" praesentiert eine Methode zur Berechnung der
diffusen Reflexionen zwischen Objekten in komplexen Szenen. Verdeckte
Oberflaechen und Schatten werden korrekt berechnet. Jedes Objekt wird
als sekundaere Lichtquelle behandelt. Effekte wie color bleeding
zwischen Oberflaechen oder Halbschatten entlang Schattengrenzen sind
ebenfalls moeglich. Weiterhin sind die Berechnungen unabhaengig vom
Betrachter- standort. Aenderungen von Lichtquellen und/oder
Objektreflektivitaeten haben nur einen minimalen zusaetzlichen Aufwand
zur Folge. |
The Zonal Method for Calculating Light
Intensities in the Presence of Participating Medium
H. E. Rushmeier, K. E. Torrance
Student: Matthias Zwicker
Betreuer: Lars Lippert
Abstract:
Dieser Bericht beschreibt die Grundlagen der zonalen Radiosity Methode
zur Simulation globaler Beleuchtungsverhaeltnisse. Ausgehend von der
Theorie der Waermestrahlung wird ein physikalisches Modell erstellt,
welches den Transport von Lichtenergie in partizipierenden Medien sowie
die ideal diffuse Streuung und Reflexion in Volumenelementen bzw. auf
Oberflaechen beschreibt. Damit koennen Effekte wie color-bleeding oder
diffuse Lichtquellen korrekt wiedergegeben werden. Typische
partizipierende Medien sind Nebel, Staub, Dunst oder Flammen. Die
Implementation stuetzt sich auf eine Erweiterung des hemi-cube
Algorithmus, mit der beliebig komplexe Geometrie behandelt werden kann.
Das Verfahren beruecksichtigt verdeckte Flaechen und berechnet korrekte
Halbschatten. |
Interactive Multiresolution Mesh
Editing
D. Zorin, P. Schröder, W. Sweldens
Student: Christoph Burkhalter
Betreuer: Markus Gross
Abstract:
In diesem Paper wird ein interaktiver Editor fuer 3D Objekte
vorgestellt. Er basiert auf zwei grundlegenden Algorithmen: Analysis,
welches als eine Art Vereinfachungsfilter angesehen werden kann, uns
Synthesis, das dazugehoerende Gegenstueck, welches das urspruengliche
Mesh wieder herstellt. Die Algorithmen sind adaptiv, das heisst sie
passen sich automatisch den gegebenen Ressourcen an. Im Anhang finden
sich einige Bilder, die Resultate des Editors zeigen. |
A Volumetric Method for Building
Complex Models from Range Images
B. Curless, M. Levoy
Student: Oscar Chinellato
Betreuer: Rolf Koch
Abstract:
In vergangenen Jahren wurden viele Verfahren entwickelt, die aus
mehreren Scans eines Objektes dessen Rekonstruktion berechneten. Von
diesen Methoden werden einige Eigenschaften (Robustheit,
Lochfuellfaehigkeit, Inkrementelles Update, ...) gefordert, keine, bis
auf die hier vorgestellte, konnte sie jedoch alle erfuellen.
Aufgrund der zeit- und speichereffizienten Implementation (dank
Resampling, Mapping und Run-Length-Encoding), des simplen Updates und
der einfachen Beschreibung von Loechern (Uebergaenge zwischen leeren
und nicht gesehenen Bereichen) ist es moeglich, in akzeptabler Zeit,
bis zu 70 Scans aufzunehmen, zu verarbeiten und zu einem detailgetreuen
Modell von bis zu 2.5 Mio. Dreiecken zu vereinen. |
Embedded Image Coding Using Zerotrees
of Wavelet Coefficients
J. M. Shapiro
Student: Joachim Büchse
Betreuer: Oliver Staadt
Abstract:
Vortrag basierend auf dem Paper Embedded Image Coding using Zerotrees
of Wavelet Coefficients von Jerome M. Shapiro. Das von Shapiro 1993
vorgestellte Verfahren gilt bis heute als State-of-the-Art-Verfahren
zur Komprimierung von Bildern bei extrem niedrigen Datenraten. Das
eingebettete Verfahren erlaubt die Darstellung von Vorabversionen des
komprimierten Bildes bei einer Übertragung über langsame
Kanäle. Die dabei erreichte Qualität übertrifft jene von
JPEG in den meisten Fällen. |
Interactive Multiresolution Surface
Viewing
A. Certain, J. Popovic, et al.
Student: Daniel Estermann
Betreuer: Oliver Staadt
Abstract:
Multiresolution Analysis hat sich als geeignetes Mittel erwiesen
für die Kompression, die progressive Übertragung von
Oberflächen, und zur Kontrolle verschiedener Auflösungsstufen
(level of detail). Im behandelten Paper werden vorgängige Arbeiten
in zwei Bereichen erweitert: Einerseits wird gezeigt, dass die Trennung
der Farbe von der Geometrie die Ausnutzung von Texture-Mapping-Hardware
ermöglicht. Andererseits beschreiben die Autoren erstmals wirklich
effiziente Algorithmen und Datenstrukturen, welche es erlauben, aus
groben Näherungen immer genauere Approximationen von farbigen
Gitteroberflächen zu konstruieren. Dies geschieht interaktiv mit
Hilfe von Farb- und Geometriewavelets. Schliesslich haben die Autoren
diese Algorithmen in einem Viewer-Prototyp für das World Wide Web
implementiert. |
Efficient Generation of Motion
Transitions using Spacetime Constraints
C. F. Rose, B. Guenter, B. Bodenheimer, M. F. Cohen
Student: Christoph Kleiner
Betreuer: Rolf Koch
Abstract:
"Efficient generation of motion cyclification" stellt
Methoden zur effizienten Generierung von Uebergangsbewegungen unter
Beruecksichtigung von zeitlichen und raeumlichen Randbedingungen vor.
Grundsaetzlich geht es darum, zwei vorgegebene Bewegungssequenzen eines
menschlichen Koerpermodells ineinander uebergehen zu lassen. Die
vorgestellte Methode verwendet als Ansatz die fuer die
Uebergangsbewegung gesamthaft erforderliche Energie e: diese soll
minimiert werden. e ist eine komplexe nichtlineare Funktion und wird
elegant nach einem rekursiven Algorithmus fuer das "inverseve
dynamics problem" (Robotik) berechnet. Das Minimierungsverfahren
ist Gradient-basiert. Es werden ferner elegante Algorithmen fuer die
Zyklifizierung von Bewegungen, Behandlung von kinematischen
Randbedingungen und die Grundbewegung des Koerpermodells praesentiert. |
Real-Time, Continuous Level of Detail
Rendering of Height Fields
P. Lindstrom, D. Koller, W. Ribarsky, L. F. Hodges, N.
Faust, G. A. Turner
Student: Martin Naef
Betreuer: Martin Roth
Abstract:
Moderne Grafikhardware kann Modelle mit einigen Tausend Polygonen in
Echtzeit darstellen. Es gibt aber einige Anwendungen mit Modellen,
welche die Moeglichkeiten aktueller Hardware bei weitem ueberschreiten.
Ein Beispiel sind Hoehenmodelle in geographischen Anwendungen. Das
vorliegende Paper behandelt ein paar grundlegende Techniken zur
geometrischen Repraesentation von Hoehenfeldern und stellt einen
schnellen Algorithmus zur Polygonreduktion fuer Hoehenfelder mit
gleichmaessigem Stuetzpunktabstand vor. |
|