3D-Computergrafik

Durchführung von Animation
Lösungsansatz :
• wiederholtes Neuzeichnen bei sich schrittweise ändernden Bezugspunkten oder
Objekteigenschaften (Abmessungen / Farbe / Form )
• z.B. Bewegung eines Objektes entlang einer Linie im Raum durch Transformation der
Objektpunkte mittels einer Translationsmatrix
• Auch Zusammenfassung mehrerer Transformationen durch einmalige Multiplikation
der Matrizen miteinander und nachfolgender Anwendung auf die Punkte
Probleme / Anforderungen
• gleitende, ruckfreie Bewegungsdarstellung erfordert sehr kleine
Bewegungsinkremente und damit sehr häufiges Neuzeichnen
• Messung der Anzahl von Neu-Zeichnungen in Frames per second (Fps) – eine
Meßgröße bei 3D-Grafikkarten anhand von Referenzanimationen – Ziel ca. 25 Fps
• Neuaufbau des Bildes würde bei großen Szenen (bzw. kleiner Fps-Wert) zu starken
Störungen führen -> Konzept eines doppelten Bildschirmspeichers (Dopple
Buffering) :
• es werden abwechselnd der erste oder zweite Speicher neu gezeichnet
• nach Abschluß des Zeichens wird nur die Startadresse des Speicherauslesens
umgeschaltet und damit das neue Bild gezeigt
• das nächste Bild wird immer anderen Speicherteil gezeichnet
Grafikprogrammierung Teil 1 - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 11
Verfügbare 3D-Technologien
• Die Komplexität aber auch die gute Wiederverwendbarkeit der Basisalgorithmen
machen eine Eigenentwicklung von 3D-Basissoftware heute kaum noch notwendig
bzw. sinnvoll !
• auch im Interesse einer Austauschfähigkeit der Grafikdaten sollten einige der
nachfolgenden Industriestandards verwendet werden.
Highend-3D-Programmierung :
• in 80er Jahren erste, meist herstellerabhängige Funktionsbibliotheken
• OpenGL – Bibliothek mit allen notwendigen Datenstrukturen und
Transformationsfunktionen für 2D- und 3D-Darstellungen
wurde ursprünglich von Silicon Graphics (SGI) für eigene Grafik-Workstations als
hardware-unabhängige Schnittstelle für 3D-Grafikprogrammierung entwickelt
1992 Zusammenschluss von wichtigen Grafikworkstation-Herstellern wie SGI, Sun,
Hewlett-Packard, Microsoft und anderen zum OpenGL Architectural Review Board
(ARB) zwecks gemeinsamer Weiterentwicklung
heute wichtigste, professionelle Schnittstelle für 3D-Programmierung !
für die Internetpräsentation wurde 1995 von OpenGL ein neues, XML-basiertes
Textformat abgeleitet - VRML, konnte sich aber noch nicht breit durchsetzen
unter Windows wurde von Microsoft die DirectX-Schnittstelle entwickelt
für 2D-Grafiken wurde 2002 das einfache und schnellere SVG-Format definiert
Grafikprogrammierung Teil 1 - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 12
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