Beschleunigungsstrukturen zur Raumpartitionierung in 3D Simulationen

Bachelor-/Masterarbeit: Beschleunigungsstrukturen zur Raumpartitionierung in 3D Simulationen

Evaluation und Implementierung von Beschleunigungsstrukturen zur Raumpartitionierung vor dem Hintergrund performanter Kollisionstests, Volumenselektionen und Strahlenschnitttests in 3D Simulationen.

Bounding Volume Hierarchy (Quelle: Nvidia).

Mit dem Bestreben, Simulationen der Realität mehr und mehr anzugleichen, steigt die Komplexität der Geometrien und Szenengröße unweigerlich an. Neben der Anforderung an Realitätsnähe ist es ebenfalls notwendig, Simulation in mehrfacher Echtzeit durchzuführen. Dies bedingt neben skalierbaren Parallelisierungsschemata auch maximal effiziente Beschleunigungsstrukturen zur Raumpartitionierung. Diese bilden sowohl die Basis bei der Kollisionsbestimmung von Starrkörpern, als auch für sämtliche räumliche Selektions- und Schnitttests, sowie der Berechnung sichtbarer Objekte beim Rendering.

Aufgabenbeschreibung

Im Rahmen einer Master-/Bachelorarbeit sollen daher angemessene Beschleunigungsstrukturen zur Raumpartitionierung analysiert werden. Mögliche Strukturen sind: K-Dimensional Tree, Octree, Bounding Volume Hierarchy, Binary Space Partitioning. Die Kriterien die bei der Analyse berücksichtigt werden sollen: Generationszeit der Struktur, Speicherbedarf, Laufzeit von Strahlen- und Volumenanfragen als auch Parallelisierbarkeit der Algorithmen. Die effizienteste Struktur soll daraufhin in der Simulationssoftware VEROSIM implementiert und validiert werden.

Stichworte: Beschleunigungsstrukturen, Raumpartitionierung, K-Dimensional Tree, Octree, Bounding Volume Hierarchy, Binary Space Partitioning, Simulation, Echtzeit

Betreuer: Alfrink

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