Terrain-Rendering - Terrain rendering

aufrecht = 1,3 STL 3D-Modell des Geländes von Penang Island basierend auf ASTER Global DEM- Daten

Das Terrain-Rendering umfasst eine Vielzahl von Methoden zur Darstellung von Oberflächen der realen oder imaginären Welt . Die häufigsten Terrain - Rendering ist die Darstellung der Erde ‚s Oberfläche.

Es wird in verschiedenen Anwendungen verwendet, um einem Beobachter einen Referenzrahmen zu geben . Es wird auch häufig in Kombination mit dem Rendern von nicht geländegängigen Objekten wie Bäumen , Gebäuden , Flüssen usw. verwendet.

Es gibt zwei Hauptmodi für das Rendern im Gelände: das Rendern von oben nach unten und das perspektivische Rendern. Top-Down-Terrain-Rendering ist seit Jahrhunderten in Form von kartografischen Karten bekannt. Perspektivisches Terrain-Rendering ist ebenfalls seit geraumer Zeit bekannt. Erst mit dem Aufkommen von Computern und Computergrafiken hat sich das perspektivische Rendern zum Mainstream entwickelt.

Das perspektivische Rendern von Gelände wird in diesem Artikel beschrieben.

Struktur

Eine in Outerra gerenderte Landschaft

Eine typische Terrain-Rendering-Anwendung besteht aus einer Terrain- Datenbank , einer Zentraleinheit (CPU), einer dedizierten Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und einer Anzeige. Eine Softwareanwendung ist so konfiguriert, dass sie am ursprünglichen Ort im Weltraum startet . Die Ausgabe der Anwendung ist eine Bildschirmdarstellung der realen Welt auf einem Display. Die Softwareanwendung verwendet die CPU, um Geländedaten zu identifizieren und zu laden, die dem ursprünglichen Standort aus der Geländedatenbank entsprechen, und wendet dann die erforderlichen Transformationen an, um ein Netz von Punkten zu erstellen, die von der GPU gerendert werden können. Dadurch werden geometrische Transformationen abgeschlossen und Bildschirmraumobjekte erstellt ( wie Polygone ), die ein Bild erzeugen, das dem Ort der realen Welt sehr ähnlich ist.

Textur

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten , um Textur der Geländeoberfläche. Einige Anwendungen profitieren von der Verwendung künstlicher Texturen, wie z. B. Höhenfarben, Schachbrettmuster oder anderen generischen Texturen. Einige Anwendungen versuchen, die reale Oberfläche mithilfe von Luftbildern und Satellitenbildern so gut wie möglich wiederzugeben .

In Videospielen wird Textur-Splatting verwendet, um die Geländeoberfläche zu texturieren .

Generation

Hauptartikel: Landschaftsgenerator

Es gibt eine Vielzahl von Methoden, um Geländeflächen zu erzeugen. Das Hauptproblem, das mit all diesen Methoden gelöst wird, ist die Verwaltung der Anzahl der verarbeiteten und gerenderten Polygone. Mit Milliarden von Datenpunkten ist es möglich, ein sehr detailliertes Bild der Welt zu erstellen. Solche Anwendungen sind jedoch auf statische Bilder beschränkt. Die meisten Anwendungen des Terrain-Renderings sind bewegte Bilder, bei denen die Softwareanwendung Entscheidungen darüber treffen muss, wie Quell-Terrain-Daten vereinfacht (durch Verwerfen oder Annäherung) werden sollen. Nahezu alle Terrain-Rendering-Anwendungen verwenden Detailgenauigkeit , um die Anzahl der von CPU und GPU verarbeiteten Datenpunkte zu verwalten. Es gibt mehrere moderne Algorithmen zur Erzeugung von Geländeoberflächen.

Anwendungen

Terrain-Rendering wird in Computerspielen häufig verwendet , um sowohl die Erdoberfläche als auch imaginäre Welten darzustellen. Einige Spiele haben auch Geländeverformungen (oder verformbares Gelände).

Eine wichtige Anwendung des Terrain-Renderings sind synthetische Bildverarbeitungssysteme . Piloten, die Flugzeuge fliegen, profitieren stark von der Fähigkeit, die Geländeoberfläche jederzeit zu sehen, unabhängig von den Bedingungen außerhalb des Flugzeugs.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Stewart J. (1999), „Schnelle Horizontberechnung an allen Punkten eines Geländes mit Sichtbarkeits- und Schattierungsanwendungen“, IEEE-Transaktionen zu Visualisierung und Computergrafik 4 (1).
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  3. ^ Bashkov EA, Zori SA (2001), "Visuelle Simulation einer Erdoberfläche durch schnellen Horizontberechnungsalgorithmus", In Simulation und Visualisierung, S. 203-215. Institut für Simulation und Grafik, Magdeburg, Deutschland
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Externe Links