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Vergleich von Voxelisierungsstrategien auf der GPU

Comparison of voxelization strategies on the GPU

  • Diese Arbeit vermittelt einen grundlegenden Überblick über die Funktionsweise und Implementierung von aktuellen Voxelisierungsstrategien auf der GPU. Neben etablierten Voxelisierungsverfahren mithilfe der Rasterisierungspipeline werden neue Möglichkeiten mithilfe von GPGPU-Programmierung untersucht. Auf der Basis der Programmiersprache C++ und der Grafikbibliothek OpenGL wird die Implementierung mehrerer Verfahren erläutert.rnDie Verfahren werden hinsichtlich der Performanz und der Qualität der Voxelisierung verglichen und im Bezug auf mögliche Anwendungsfälle kritisch bewertet. Weiterhin werden zwei Beispielanwendungen beschrieben, in denen die Verwendung einer voxelisierten Szene eine Erweiterung von bestehenden Echtzeitgrafikverfahren ermöglicht. Zu diesem Zweck werden die Konzepte und die Implementierungen von Transmittance Shadow Mapping und von Reflective Shadow Mapping, das um voxelbasierte Umgebungsverdeckung erweitert wird, erläutert. Abschließend wird die anhaltende Relevanz von Voxelisierung in einem Ausblick auf aktuelle Forschungen und weitere Anwendungen und Erweiterungen der vorgestellten Verfahren aufgezeigt.
  • This thesis imparts a general view of the mechanics and implementation of latest voxelization strategies using the GPU. In addition to established voxelization procedures using the rasterization pipeline, new possibilities arising from GPGPU programming are examined. On the basis of the programming language C++ and the graphics library OpenGL the implementation of several methods is explained. The methods are compared in terms of performance and quality of the resulting voxelization and are evaluated critically with regards to possible use cases. Furthermore, two exemplary applications are detailed that use a voxelized scene in such a way that the augmentation of established techniques of real time graphics are facilitated. To this end, the concepts and the implementations of Transmittance Shadow Mapping and of Reflective Shadow Mapping utilizing a voxel based ambient occlusion effect is explained. Finally, the prolonging relevance of voxelization is put into prospect, by addressing latest research and further enhancements and applications of the presented methods.

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Metadaten
Author:Arend Buchacher
URN:urn:nbn:de:kola-8743
Referee:Stefan Müller, Gerrit Lochmann
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Date of completion:2014/10/06
Date of publication:2014/10/06
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Release Date:2014/10/06
Tag:Compute-Shader; GPGPU; Voxelisierung; indirektes Licht
Compute-Shader; GPGPU; indirect lighting; voxelization
GND Keyword:Beleuchtung; Graphik; Ray tracing; VOXEL
Number of pages:IV, 69 Seiten
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Computervisualistik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG