Method for lighting a computer generated 3D scene in real time using video textures

Der Autor stellt eine Methode vor, um einer computergenerierten Szene auf neue Art und Weise zusätzlichen Realismus zu verleihen. Er tut dies unter Erweiterung des traditionellen festen Shadingmodells durch Bildsequenzen (nachfolgend Videotextur genannt), welche die Oberflächen anderer Objekte innerhalb einer Szene in Echtzeit beleuchten. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Beispielanwendung erstellt, in der eine vorbeiziehende Landschaft (Videotextur) auf den Innenraum eines computergenerierten Zuges (3D-Polygon-Geometrie) einen Beleuchtungseinfluß ausübt. Diese Integration von real gefilmtem Material und computergenerierten Bildern ist eine übliche Vorgehensweise bei Spezialeffekten für Film und Fernsehen, aber erst seit kurzem bietet die durchschnittliche PC-Grafikhardware entsprechende Möglichkeiten unter Echtzeitbedingungen an. Um dieses Vorhaben umzusetzen wird umfangreicher Gebrauch der OpenGL Shader- Hochsprache gemacht, durch die ein Shaderentwickler in der Lage ist, mit einem C-ähnlichen Programm die Pixelberechnungsfunktionalität der Grafikkarte seinen W ünschen entsprechend anzupassen.The author presents a novel approach to add an additional degree of realism to a computer generated scene by using a sequence of images (called video texture) to light up other objects in real time. He does this by enhancing the traditional fixed shading model using the video textures as part of the light properties. An exemplary application showcases this approach by using a filmed landscape (video texture) which affects the lighting of the interior of a computer generated train (3D polygonal geometry). Combining filmed material and computer generated images has long been standard practice in special effects departments but it was not until recently that the average graphics hardware is becoming capable to produce these effects in realtime. To accomplish the given task the author makes extensive use of the OpenGL high-level shader language (GLSL) which lets the shader developer write C-like programs to alter the behaviour of the graphics card\u27s pixel computing functionality which previously was fixed to only a limited set of operations