Übungen zu den Lehrveranstaltungen 710.003 Computergrafik 1 ...

(a) TU Logo
(b) Die
Abbildung 17: Ray-Casting Beispiele: Das TU Graz Logo bestehend aus Dreiecken (Abbildung 17(a)), ein
Würfel bestehend aus Dreiecken und Kugeln (Abbildung 17(b)).
4 Ray-Casting („CG/task1a“)
Ray-Casting ist ein bildbasiertes Darstellungssverfahren für 3 dimensionale Objekte. Das Verfahren bestimmt
pixelweise die Sichtbarkeit der Szene-Elemente und sendet dafür für jeden Pixel ein Blickstrahl
oder Ray vom Ursprungspunkt („Augpunkt“/„Origin“) in die Szene. Ein solcher Strahl entspricht einer
geraden Linie vom Ursprungspunkt durch einen Pixel in die Szene. Wie in Abbildung 18 illustriert, werden
für jeden Strahl alle Schnittpunkte mit den Objekten der Szene berechnet. Zur Berechnung der Pixelfarbe
wird im Anschluss jener Schnittpunkt herangezogen, der dem Betrachter am nächsten liegt. Ray-Casting
wird als Spezifallfall des „Ray-Tracing“ Verfahrens angesehen. Im Vergleich zum klassischen Ray-Tracer
verzichtet ein Ray-Caster auf Reflexionen und Transparenz [HB04][Kapitel 10.11].
Abbildung 18: Erster Schnittpunkt wird zur Berechnung der Pixelfarbe benutzt; die verdeckten Objekte
werden am Bildschirm nicht gezeigt.
4.1 Aufgaben
In dieser Übung ist ein Sichtstrahl vom Augpunkt durch jeden Bildpunkt einer Bildebene („View-Plane“)
zu erstellen. Danach werden alle Schnittpunkte mit den Dreiecken und Kugeln der Szene berechnet und derjenige
ausgewählt der dem Betrachter am nächsten liegt. Um eine 3 dimensionale Darstellung zu erzielen,
werden die Farbwerte an den Schnittpunkten im Anschluss schattiert. Zum Testen der Strahlenberechnung
sind im Framework die Berechnungen zur Schattierung sowie die Schnittberechnung für Kugeln bereits
implementiert. Zur Fertigstellung der Aufgabe ist daher nur noch die Erstellung und das Aussenden der
Sichtstrahlen sowie die Schnittberechnungen der Strahlen mit den Dreiecken der Szenen zu implementieren.
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