006.693 Rendering, Realistische Computergrafik
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In dieser Arbeit geht es um die Betrachtung verschiedener Gebäudefunktionen im dreidimensionalen Raum. Es wird untersucht wie sich der Wiedererkennungswert dieser Gebäude durch das Hinzufügen verschiedener Stilelemente verändert und unter welchen Bedingungen er nicht mehr gegeben ist. Dabei wird auf die historischen Stile der Gotik und des Barocks Bezug genommen und eine Stilübertragung im dreidimensionalen Raum vollzogen. Dieser Stiltransfer erfolgte mit Hilfe prozeduraler Kontentgenerierung.
This bachelor thesis aims for the creation of an add on to the open source software Blender, wich is capable of making a procedural texture, that resebles human skin. Its purpose lies in aiding the process of facial reconstruction in the forensic field.
The beginning covers the importance of facial reconstruction and its general workings. It is followed by the scientific backround of the human skin. The main part of the thesis covers the creation of the material and its integration into an add on. Finally its results are evaluated against photographs of real human skin. The Thesis concludes with a summary and speculatory look into the future.
In dieser Arbeit soll es um die Digitalisierung von Asservaten zur nachfolgenden Simulation im digitalen Raum handeln. Das Hauptaugenmerk soll dabei auf der Evaluation der Übertragbarkeit von Relationen zwischen den genannten Asservaten liegen. Zu zeigen soll sein, dass beim Anziehen einer Hose an einen Körper Relationen in Form individueller Falten entstehen, welche zum einen durch die Digitalisierung nicht verloren gehen sollen. Zum anderen soll analysiert werden inwieweit diese Relationen als Nebenprodukt bei dem Nachbau einer digitalen Anzieh-Simulation mit Hilfe der Digitalisate entstehen. Die Qualität dieser Relationen wird dabei im Vergleich zu den real-weltlichen Relationen Vergleichen. Neben der Hose als erstes Asservat wird sich außerdem einer Kleiderpuppe als zweites Asservat gewidmet. Die Kleiderpuppe bildet dabei eine Abstraktion zu einem menschlichen Körper auf Grund von Vereinfachungen dar. Auch wenn die Forensik über eine große Vielfalt an Methoden zur computergestützten Aufnahme, Analyse und Rekonstruktion von Spuren verfügt zeigt sich ein großer Bedarf hinsichtlich Techniken in Bezug auf die computergestützte Modellierung. Des Weiteren soll vor allem das Hauptaugenmerk von biometrischen Merkmalen wie beispielsweise Fingerabdrücken auf weitere wichtige Bestandteile eines Tatortes wie die Kleidung gerichtet werden. Mit Bezug auf diese Aussagen soll diese Arbeit zeigen, dass die Forensik zum aktuellen Zeitpunkt nicht über die benötigten Methoden verfügt, weshalb Methoden der Film- und Spieleindustrie benötigt werden. Eine spätere Evaluation soll dabei der Nutzen dieser Methoden hervorgehoben werden. Bei diesen Betrachtungen ist vor allem der Unterschied wichtig, dass bei der Film- und Spieleindustrie die gewählte Perspektive entscheidend für den Realitätsgrad der Simulierungen ist, wohingegen in der Forensik stets der höchste Realitätsgrad eines ganzen Abbildes angestrebt wird. Um den Nutzen in der Forensik zu analysieren wird der enthaltene Wahrheitsgehalt der Methoden evaluiert. So können zukünftig diese Erkenntnisse als Grundlagen für die Entwicklung eigener Methoden im Fachbereich der Forensik genutzt werden.
Der Einsatz von künstlicher Intelligenz soll in der Zukunft auch die Verbrechensaufklärung unterstützen. Ein Teilgebiet dessen ist die Bewegungsanalyse von Menschen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Verformung und Bewegung der Wirbelsäule, mit der Frage, wie viele Wirbel als digitale Knochen einzeln benötigt werden, um eine Bewegung noch möglichst natürlich und anatomisch korrekt darstellen zu können. Diese Arbeit befasst sich mit der Reduktion der Wirbelsäule bzw. einzelner Wirbel anhand der Erstellung und Posierung von 3DSkeletten, welche je über anders zusammengefasste Wirbel verfügen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Evaluation von Methoden zur Erzeugung von Körpermustern im Kontext der forensischen 3D-Rekonstruktion. Dabei wurde die Hypothese verfolgt, dass eine Photogrammetrie-CAVE für diese Anwendung die besten Ergebnisse erzielen kann. Um diese Hypothese zu untersuchen, wurde in dieser Arbeit hinterfragt, welche Methoden für diese Anwendung infrage kommen, wie effizient und genau diese sind und welche Unterschiede zwischen den Methoden zu erkennen sind. Um diese Fragen zu beantworten, wurden im Rahmen der Arbeit mehrere Modelle von verschiedenen Probanden unter Nutzung drei verschiedener Softwares erzeugt und evaluiert. Die Evaluation zeigt dabei große Unterschiede im Zeitaufwand und der Genauigkeit der Modelle. Weitere Forschung auf diesem Gebiet könnte die Nutzung der in dieser Arbeit verwendeten Software verfeinern, aber auch neue Ansätze und Softwaretypen auf ihre Tauglichkeit für diesen Anwendungsbereich testen.
Diese Arbeit thematisiert die digitale 3D-Modellierung des zur Hochschule Mittweida gehörenden Richard-Stücklen Baus. Hauptaugenmerk wird dabei auf die historische Entwicklung der veränderten Außenfassade und die einhergehende Frage, ob und inwieweit das das Gebäude umschließende Gitter performant umgesetzt werden kann, gelegt. Die Untersuchung der Frage erfolgt durch die Entwicklung eines beispielhaften Anwendungsfalls in Form einer interaktiven Software. Die Evaluation durch Performanztests legt dar, dass mit dieser Arbeit ein Weg gefunden wurde, den Richard-Stücklen Bau und sein Gitter durch eine eigens entwickelte Anwendung
performant darzustellen.
Evaluation softwarespezifischer Physik Engines hinsichtlich
der Verwendung im forensischen Kontext
(2020)
Das Ziel dieser Arbeit ist die Überprüfung der Bullet Physik Engine und der PhysX Engine hinsichtlich ihrer Tauglichkeit im Kontext der forensischen Fallsimulationen. Nach dem Behandeln der Theorie werden dafür experimentelle Ansätze in Form von Ragdollsimulationen genutzt, um die beiden Engines miteinander zu vergleichen und zu bewerten. Diese Versuche werden in den Programmen Blender und Unreal Engine 4 durchgeführt, welche die beiden Physikalgorithmen einbinden und so ebenfalls miteinander verglichen werden können. Zusätzlich wurde eine Standard Operating Procedure für die Erstellung von Ragdolls in Blender angefertigt.
Die vorliegende Masterarbeit gibt einen Überblick über die verschiedenen Rendering-Verfahren für fotorealistische Visualisierungen in 3D Softwareanwendung. Ein Problem von fotorealistischen Renderings sind die realistische Darstellung und die damit verbundenen hohen Renderzeiten. An Hand von Beispielen sollen zwei verschiedene Renderer evaluiert werden. Mit Hilfe von Experimenten und einer Probandenbefragung sollen die Renderzeiten und der Grad des Realismus gemessen werden. Ziel dieser Arbeit soll es sein, die neuesten Verfahren für die Erstellung von fotorealistische Visualisierungen zu analysieren und zwei Renderer anhand eines Kriterienkatalogs zu vergleichen.
Moderne Echtzeit 3D-Grafik und die menschliche Wahrnehmung haben die Gemeinsamkeit in ihrem jeweiligen Aufbau sehr komplex, sowie von vielen Faktoren abhängig zu sein. So umfangreich die Darstellungsmöglichkeiten im heutigen Echtzeitrendering jedoch sind um realistische und interaktive Grafik zu erzeugen, so vielfältig sind auch die
Sehgewohnheiten derer Betrachter. Denn dessen Wahrnehmung entscheidet letztlich darüber was als realistisch angenommen wird. Technische Entwicklungen und Wahrnehmung bedingen jedoch auch einander, und gehen mit dem Wandel der Zeit. Einst unerwünschte Bildfehler aus der Fotografie markieren seit jüngster Vergangenheit ein wichtiges visuelles Element aktueller Echtzeitgrafik. Eine mögliche Realismus-Steigerung dieser Bildfehler soll insofern einerseits hinterfragt, und andererseits hinsichtlich derer Wahrnehmungswirkung auf Betrachter untersucht werden.