Dynamická úroveň detailu

• Název práce v češtině: Dynamická úroveň detailu
• Název v anglickém jazyce: Dynamic level of detail
• Akademický rok vypsání: 2005/2006
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Vedoucí / školitel: Dr. Ing. Bedřich Beneš
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 09.01.2006
• Datum zadání: 09.01.2006
• Datum a čas obhajoby: 18.09.2007 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 18.09.2007
• Datum proběhlé obhajoby: 18.09.2007
• Oponenti: prof. Ing. Jiří Žára, CSc.

Zásady pro vypracování

Implementujte dynamickou úroveň detailu pro zobrazování osvětlených pohybujících se ekosystémů. Cílem je zobrazit animovaný les s měnícím se osvětlením v reálném čase. Práce vyžaduje programování pixel a vertex shaderů.
- V první fázi vygenerujte 3D modely stromů, nejlépe v programu Maya.
- Z modelů vygenerujte dynamicky různé LOD. Vše bude pracovat jako preprocessing a výsledkem budeou řádně ověřené a časově vyrovnáné úrovně detailu. Různé LOD budou záviset na konkrétní grafické kartě, na které se preprocess bude provádět. Využijte a diskutujte existující metody - billboardy, směrové billboardy, point a line based rendering, nastudujte nové metody a implementujte je.
- Vygenerované modely seskupte do ekosystému a důkladně změřte a diskutujte jak se mění rychlost renderingu při různém stínění. Aplikujte 2D BSP na rozdělení scény a odstranění neviditelných objektů.
- Na částečně viditelné stromy se bude aplikovat hierarchická úroveň detailu na úrovni větví. Neviditelné části se nebudou zobrazovat.
- Aplikujte globální techniky LOD. Impostory a billboardy celé scény a diskutujte, jak ovlivňuje kvalitu a rychlost zobrazení scény. Vše (například poloha impostoru) bude opět záviset na konkrétní grafické kartě.
- Jednotlivé stromy animujte. Vítr bude generován fraktálním generátorem Gaussovského šumu. Jednotlivé stromy budou reagovat zjednodušeným na fyzice založeným modelem pohybu. Neuvažujte detekci kolizí.
- Uvažte a pokuste se implementovat osvětlení ekosystému. Zjednodušené stíny, předpočítané billboardy a intenzita světla dopadající na listy a shluky.

Seznam odborné literatury

[1] DirectX 9 Programmable graphics pipeline, Kris Gray, Microsoft
Press, Redmond, Washington, 2003

[2] A fixed function shader in HLSL, ATI Research, October 2003,
tech-paper z www.developer.ati.com

[3] Hardware shadow mapping, Cass Everit, Ashu Rege, Cem Cebenoyan,
tech-paper z www.developer.nvidia.com

[4] Anti-aliasing and Continuity with Trapezoidal Shadow Maps, Tobias
Martin, Tiow-Seng Tan, School of Computing University of Singapore,
Eurographics Symposium on Rendering - 2004, zkuste hledat tsm.pdf v
googlu

[5] Real-time Terrain Rendering using Smooth Hardware Optimized Level of
Detail, Bent Dalgaard Larsen, Niels Jorgen Christensen, Technical
University of Denmark, C05.pdf

[6] Simulation Levels of Detail Plant Motion, J. Beaudoin, J. Keyser,
Texas A&M University

[7] Procedural Multiresolution for Plant and Tree Rendering, Javier
Lluch, Emilio Camahort, Roberto Vivo, ACM 2003

[8] Real-time Hardware Accelerated Rendering of Forests at Human Scale,
Journal of WSCG, Vol. 12

[9] Real-time visualisation of animated trees, Daniel Wesslen, Stefan
Seipel, Visual Comput, Springer-Verlag 2005

[10] Animating Prairies in Real-Time, Frank Perbet, Marie-Paule Cani

[11] Point-based rendering of trees, Guillaume Gilet, Alexandre Meyer,
Fabrice Neyret, Eurographics Workshop on Natural Phenomena, 2005

[12] Multiresolution Rendering of Complex Botanical Scenes, Dana
Marshall, Donald S. Fussell, A. T. Campbell

[13] An Image-Based Multiresolution Model for Interactive Foliage
Rendering, anonymous author

[14] Realistic and Interactive Visualization of High-Density Plant
Ecosystems, Andreas Dietrich, Carsten Colditz, Oliver Deussen, Philipp
Slusallek, Eurographics Workshop on Natural Phenomena, 2005

[15] An interactive forest, Thomas Di Giacomo

[16] Interactive Visualization of Complex Plant Ecosystems, Oliver
Deusen, Carsten Colditz, Marc Stamminger, George Drettakis, IEEE
Visualization 2002

[17] Real-time Rendering of Complex Photorealistic Landscapes Using
Hybrid Level-of-Detail Approaches, Carsten Colditz, Liviu Coconu, Oliver
Deussen, Christian Hege

[18] Rendering Forest Scenes in Real-Time, Philippe Decaudin, Fabrice
Neyret, eurographics Symposium on Rendering, 2004

[19] Realistic real-time rendering of landscapes using billboard cliuds,
S. Behrendt, C. Colditz, J. Kopf, O. Deussen, Eurographics 2005, Vol. 24

[20] Real Time Animated Grass, Brook Bakay, Paul Lalonde, Wolfgang
Heidrich, Eurographics 2002

[21] A hybrid method for real-time animation of trees swaying in wind
fields, Shin Ota, Machiko Tamura, Tadahiro Fujimoto, Kazunobu Muraoka,
Norishige Chiba, The Visual Computer, Springer-Verlag, 2004

[22] A Review on Level of Detail, Tan Kim Heok, Daut Daman, Proceedings
of the International Conference on Computer Graphics, Imaging and
Visualisation, 2004