Bachelor Thesis BCLR-2020-126

BibliographyWinterhalter, Felix: General-Relativistic Polygon Rendering.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Bachelor Thesis No. 126 (2020).
55 pages, english.
Abstract

Die allgemein-relativistische Visualisierung befasst sich mit optischen Effekten im Bereich der allgemeinen Relativiätstheorie, beispielsweise Krümmung von Licht um massive Objekte wie Schwarze Löcher und Sterne und deren Auswirkung auf das Aussehen von Objekten in der Nähe. In dieser Arbeit stellen wir eine Methode zur relativistischen Visualisierung von Dreiecksnetzen in der Nähe von Schwarzen Löchern vor, die interaktive Bildwiederholraten erreicht und damit Interaktion ermöglicht. Die Visualisierungsmethode basiert auf "Standard-" Polygonrendering in Kombination mit einer für einen statischen Beobachter vorberechneten Tabelle mit Informationen zur scheinbaren Lage von ausgewählten Punkten. Der Visualisierungsprozess wird mit C++ in der OpenGL-Grafikpipeline realisiert. Um auch bei groberen Dreiecksnetzen genauere Ergebnisse zu erhalten, werden verzerrte Dreiecke abhängig von der Stärke dieser Verzerrung feiner aufgelöst (so erreichen wir annähernd "gekrümmte" Bilder gerader Linien). Wir behandeln lediglich einen statischen Beobachter (mit frei rotierbarer Kamera) sowie (quasistatische) Objekte (die während der Bewegung zu jedem Zeitpunkt als stationär betrachtet werden, die Bewegungsgeschwindigkeit/-richtung allein hat also keinen Einfluss auf visuelle Effekte, nur die räumliche Lage des Objekts). Einige produzierte Ergebnisse werden mit Bildern der Raytracing-Software GeoVis verglichen und wir präsentieren zusätzliche Visualisierungen von verschiedenen Objekten und Szenarien, Sowie Benchmarks für sowohl den Visualisierungs- als auch den Vorberechnungsteil unserer Methode.

Department(s)University of Stuttgart, Institute of Visualisation and Interactive Systems, Visualisation and Interactive Systems
Superviser(s)Weiskopf, Prof. Daniel; Müller, Dr. thomas; Schulz, Christoph
Entry dateFebruary 16, 2022
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