Modellierung von Straßen für Echtzeitvisualisierung

Gerald Hummel
Modellierung von Straßen für Echtzeitvisualisierung
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Abstract

Diese Diplomarbeit ist die theoretische Abhandlung von VRMG, einem Softwareprojekt, das im Rahmen des praktischen Teiles der Arbeit realisiert wurde und die Modellierung von Terrain und Straßen virtueller Städte zum Zwecke der Echzeit-Visualisierung bewerkstelligt. Ausgehend von den Vermessungsdaten in Form von geografischen Höhenwerten und dem Straßennetz, das als Straßengraph vorliegt, werden alle Schritte zur Umsetzung dieser Rohdaten in Geometriedaten für die separate Modellerstellung des Terrains und der Straßenzüge behandelt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf dem Anwendungsfall – Stadtstraßen. Somit umfaßt VRMG zahlreiche Elemente für den Aufbau von Straßen, wie sie typischerweise im Stadtbereich zu finden sind. Dadurch ist es möglich, zahlreiche Straßen-Konfigurationen aus der Realität nachzubilden. Das Terrain wird als konventioneller, Regulärer-Raster erfaßt. Nach der Berechnung der Straßen- bzw. Höhenfeldgeometrie, die auf Grundlage von Beschreibungsfiles zur Eingabe der spezifischen Parameter erfolgt, liegt das Ergebnis dieses Schrittes in polygonaler Repräsentationsform vor. Dadurch, daß die Modell-Geometrie vorzugsweise für Echtzeitanwendungen eingesetzt wird, ist die Aufbereitung der polygonalen Repräsentation durch Nachfolgeoperationen zur Optimierung der Geometrie bedeutsam. Durch die Verfahren der Delaunay-Triangulierung und des Triangle- Stripping werden die Polygone mittels Dreieckszerlegung tesseliert und dadurch in eine Form gebracht, die die derzeitigen 3D-Hardwarebeschleunigerchips unterstützen. Das endgültige Resultat wird als Szenegraph, der als Baumstruktur die Geometrie- und Texturierungdaten in hierarchischer Form aufnimmt, gespeichert und für die Verwendung, etwa als Simulationsumgebung, zur Verfügung gestellt.

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@mastersthesis{HUMMEL-2001-MSE,
  title =      "Modellierung von Stra{\ss}en f{\"u}r
               Echtzeitvisualisierung",
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  school =     "Institute of Computer Graphics and Algorithms, Vienna
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  URL =        "http://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2001/HUMMEL-2001-MSE/",
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