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The presentation of virtual environments in real time has always been a demanding task. Specially designed graphics hardware is necessary to deal with the large amounts of data these applications typically produce. For several years the chipsets that were used allowed only simple lighting models and fixed algorithms. But recent development has produced new graphics processing units (GPUs) that are much faster and more programmable than their predecessors. This paper presents an approach to take advantage of these new features. It uses a video texture as part of the lighting calculations for the passenger compartment of a virtual train and was run on the GPU of a recent PC graphics card. The task was to map the varying illumination of a filmed landscape onto the virtual objects and also onto another video texture (showing two passengers), thereby enhancing the realism of the scene.
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.