Bildbasiertes Rendering

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Bildbasiertes Rendering

Bildbasiertes Rendering

Simone Houdek und Sigrid Poltrum


Überblick Bildbasiertes Rendering

• Definition

• Entstehung

• Anwendungsfelder


Definition Bildbasiertes Rendering

• Image-based Rendering (IBR)

• Bezeichung für Verfahren der

fotorealistischen Bilderzeugung:

Es werden Bilder als Szenenbeschreibung

verwendet, um daraus neue Ansichten der

Szene, also neue Bilder zu erzeugen.


Motivation von IBR

Modell (Objekt)

Modell + Schattierung

Modell + Schattierung

+ Texturen


IBR-Entstehung und Meilensteine

• Ideenentwicklung ab den 60er Jahren

• 1978 Aspen Movie Map

• IBR in Diskussion seit Anfang der 90er

• 1994 QuickTime VR (Apple)


Eigenschaften und Ziele von IBR

• Fotorealismus in 3D-Szenen.

• Echtzeit-Interaktionen in komplexen

Szenen.

• Steigerung der erreichbaren

Darstellungsqualität bei gleicher oder

sogar reduzierter Datenmenge.

• Zukünftige Kombination von bildbasierten

und geometrischen Techniken.


Wo wird IBR eingesetzt?

• Darstellung komplexer Szenen

• Roboter

• Panoramen

• Virtuelle Gebäudebegehungen

• Special Effects in Filmen


Verfahren und

Algorithmen von IBR

• Panoramatechnik

• Light Fields

• View Morphing


Panorama Definition

• „Rundbild, das einen

weiten Horizont

vortäuscht.“

• Hier:

„Das Panorama ist ein

illusionistisches

Schaubild, das einen

360-Grad-Rundblick

darstellt.“


Geschichte des Panoramas

• Robert Barkers Panorama (1792)

Bis 17 Meter hoch, 130 Meter Umfang mit

Plattform.

• Raoul Brimoin-Sansons Cineorama (1897)

10 synchronisierte Filmprojektoren, 100

Meter Umfang

• Disneys CircleVision

• Moderne Kinos (IMAX, OMNIMAX)


Kommerzielle Panorama-Produkte

• Canon PhotoStich

• QuickTime VR Studio (Apple)

• PhotoVista (LivePicture)

• iPIX 360 Suite Pro, PhotoBubbles (IPIX)

• Panoramix (IBM)

• VideoBrush (Sarnoff)

• BeHere


Panorama-Repräsentationen

Projektionsflächen (Environment Maps) für

Panoramen sind Zylinder, Würfel und Kugel.


QuickTime VR Grundidee

• QuickTime VR (kurz: QTVR)

• Panorama-Movies

unterstützen Rundblick in

einer Szene.

• Multinode Panoramen

ermöglichen einen

Ortswechsel.

• Object-Movies ermöglichen

die Betrachtung eines

Objektes von allen Seiten.


Equipment für QTVR

• Rotierende

Panorama-Kameras

– Kodak Cirkut

– Globuscope

• Stationäre Kameras

– BeHere

–OmniCam

• normale Kameras


QTVR-Panoramen

• Panoramabild durch

Umwandlung von

mehreren Einzelbildern

von einem einzigen

Standpunkt (nodal point).

• Durch lokales

Deformieren der

Bildausschnitte (Warpen),

kann in eine Szene

hineingezoomt werden.

• Ortswechsel werden

durch neue

Panoramabilder

durchgeführt.

[1] [2] [3]


Zylindrisches Panorama

• Aufnahme von 12-18

Bildern auf einem

exakten Kreis

(Concentric Mosaic).

• Stitching:

Zusammenfügen der

Einzelbilder und

Schließen von Lücken.

• Beispiele [1] [2] [3]


QTVR Multinode Panoramen

Drei QuickTime Spuren:

• Eine Spur für logische

Verknüpfung zwischen

den einzelnen

Panoramen.

• Zwei Videospuren mit

Panoramen und ihren

zugeordneten Hot-

Spot-Bildern.

• Beispiele [1] [2] [3]


QTVR Object Movies

Object Movies: [1] [2] [3]

Weitere QTVR-Beispiele: [4] [5] ... [6]


IBR-Verfahren Light Fields

Lichtstrahlen,

die vom Objekt

durch das

Projektionszentrum

auf die Bildebene

treffen.


IBR-Verfahren: View Morphing


Vielen Dank!

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