Interaktive Visualisierung der Speziellen Relativitätstheorie auf ...

Ermittlung der Zeit t (G)
bis zum nächsten
Bilderzeugungsereignis.
Beschleunigung des Beobachters für Zeit t
zur Berechnung des Bilderzeugungsereignisses e
(G)
Kamera(G).
Berechnung auf der CPU
für jeden Frame
Für alle unabhängig bewegten Objekte
Transformation von e Kamera(G)
in das
aktuelle Objektruhesystem O.
Definition des Ursprungs vom
Kameraruhesystem K bei e Kamera(G)
.
Translation des Objektruhesystem O,
so dass sich O und K zur Zeit 0
im Ursprung treffen.
Berechnung der Lorentz-Transformationen
L und L .
KO
OK
Berechnung auf der CPU
für jedes Objekt
Berechnung der Translationsmatrix
auf der CPU
Translation der Vertizes mit der Matrix
auf der GPU
Berechnung auf der CPU
für jedes Objekt
Projektion des Objektes in das Bild
mit dem T-Buffer Algorithmus.
Berechnung auf der GPU
für jeden Vertex
Abbildung 14: Aufteilung der Berechnungen auf CPU und GPU.
sogar für einen ganzen Frame konstant bleiben, auf der CPU zu berechnen. Die
blau dargestellten Bereiche werden daher mit Hilfe der CPU berechnet, während
die grün gezeichneten Bereiche auf der Grafikhardware berechnet werden.
Einen Sonderfall bildet die Translation des Objektruhesystems O. In der Theorie
genügt es, das Koordinatensystem entsprechend zu verschieben. In der Praxis
bedeutet dies jedoch, dass die Position aller im System O definierten Vertizes
neu berechnet werden muss. Daher wird an dieser Stelle zunächst auf der CPU
eine entsprechende Translationsmatrix 7 berechnet, welche später bei den Berechnungen
auf der Grafikhardware genutzt werden kann, um die Vertizes zu
verschieben.
Es ergibt sich daher, dass die Hauptaufgabe der Grafikhardware in der Umsetzung
des T-Buffer Algorithmus besteht. Dies wird in den folgenden Ausführungen
näher erläutert.
6.2.1 Der T-Buffer Algorithmus auf der Grafikhardware
Für die Implementierung des T-Buffer Algorithmus ist der Ablauf aus Kapitel
5.1 entsprechend den vorangegangenen Darstellung in Abbildung (15) genauer
aufgeführt. Diese Schritte lassen sich am besten mit Hilfe von Vertex Shader
7 Eine Translationsmatrix ist eine 4x4-Matrix, die in der Computergrafik genutzt wird um
Vektoren, die in Form sogenannte homogene Koordinaten gegeben sind, zu verschieben.
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