Interaktive Visualisierung der Speziellen Relativitätstheorie auf ...

werden. Da in ”
Virtual Relativity“ kein Messsystem integriert ist, wird die unten
rechts angezeigte Zahl der Frames (vgl. Abb. 16) als Grundlage genommen.
Die jeweilige Szene wird für 60 Sekunden visualisiert und die Anzahl der Frames
ermittelt. Aus diesen Werten lässt sich die durchschnittliche Anzahl der
Bilder pro Sekunde errechnen. Da für eine relativistische Darstellung noch keine
Culling Verfahren existieren (vgl. Kapitel 8.3), müssen alle Dreiecke einer
Szene für jedes Bild visualisiert werden. Die Anzahl der Bilder pro Sekunde ist
somit sehr konstant. Daher spiegeln die errechneten durchschnittlichen Werte
die Geschwindigkeit direkt wieder.
7.2 Untersuchte Szenen
Die Messungen werden anhand von drei verschiedenen Demoszenen durchgeführt,
die im Folgenden, auch in Bezug auf besondere relativistische Effekte,
näher beschrieben werden. Zuvor wird jedoch allgemein auf das Modellieren
derartiger Szenen eingegangen. Da der T-Buffer Algorithmus eine approximative
Darstellung erzeugt, müssen bei der Modellierung relativistischer Szenen
einige Besonderheiten beachtet werden.
7.2.1 Modellierung von Szenen zur relativistischen Darstellung
Beim Modellieren dreidimensionaler Szenen wird im nicht-relativistischen Fall
versucht, ein Modell mit möglichst wenigen Dreiecken möglichst gut abzubilden.
Bei einer relativistischen Darstellung kann diese Strategie zu Überraschungen
führen. Wie bereits in Kapitel 5.1 beschrieben, werden nur die Eckpunkte der
Dreiecke relativistisch betrachtet. Alle anderen Punkte sind demnach nur näherungsweise
relativistisch korrekt visualisiert. Dies hat zur Folge, dass große
Flächen mit wenigen Vertizes nicht erkennbar relativistisch dargestellt werden.
In Abbildung (17a) ist eine quadratische Fläche bei 80 Prozent der Lichtgeschwindigkeit
zu sehen. Da die Fläche mit nur vier Vertizes modelliert ist, kann
ein Betrachter nur schwer einen Unterschied zu einer nicht-relativistischen Fläche
feststellen. Erst wenn mehr Vertizes hinzugefügt werden, ist die typische
Krümmung zu erkennen (Abb. 17b).
Besteht ein Objekt aus Teilen mit vielen Details und großen Flächen mit wenigen
Punkten, kann die Darstellung derart verfälscht werden, dass nicht nur ein
falscher Eindruck von der Speziellen Relativitätstheorie entsteht, sondern vollkommen
neue Objekte entstehen. In Abbildung (17c) liegen die Fläche mit einem
detailreichen Gitter und die Fläche mit nur vier Eckpunkten an der gleiche
Position. Anstatt zweier übereinanderliegender Flächen, ist ein anderes Objekt
mit einer glatten Fläche und einer gewölbten darüber Fläche zu sehen.
Um derartige Probleme zu vermeiden, müssen die Flächen der Objekte einer
Szene eine möglichst einheitliche Größe und Form haben. Die Größe der Flächen
(und damit die Anzahl der Vertizes) entscheidet über die Genauigkeit
der Darstellung. Wird ein Objekt vom Beobachter aus kurzer Entfernung betrachtet
oder ist es sehr groß, so müssen beim Modellieren mehr kleine Flächen
eingesetzt werden.
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