Trotzdem entstehen durch die reguläre Vermaschung bei hauptsächlich ebenen Regionen immer
noch viel zu viele unnötige Dreiecke, welche bei großflächigen hochdetaillierten Modellen auch auf
schnellen Rechnern zu einer langsamen Darstellung führen können. Die Gründe dafür liegen in der
Art und Weise, wie Geometrien im Rechner verarbeitet werden.
Zur Darstellung von triangulierten Oberflächen wird die 3D-Grafikpipeline genutzt, die darauf
optimiert ist, die Dreiecke zu transformieren und mit Texturen zu belegen. Die Grafikpipeline
besteht aus zwei Hauptstufen: Geometrieverarbeitung und Rasterung (siehe Glossar).
Für gewöhnlich ist der Rasterungsaufwand relativ begrenzt, weil die darzustellende Oberfläche
wenig Tiefen-Komplexität besitzt. Im schlechtesten Fall bedeckt das komplette Modell den
Viewport und die Anzahl der zu füllenden Pixel ist nur ein wenig größer als die der Pixel im
Framebuffer. Heutige Grafikkarten besitzen eine genügend große Füllrate, um den ganzen
Framebuffer mehr als ausreichend schnell mit Texturen zu belegen, auch bei Verwendung von
komplexen Funktionen, wie anisotropisches Mip-Mapping oder von hochdetaillierten Texturen.
[SVDLOD]
Im Gegensatz dazu erweist sich die Geometrieverarbeitung als das eigentliche ,,bottleneck". Auch
high-end Plattformen können in Echtzeit nur einen Bruchteil von mehreren hundert Millionen
Dreiecken berechnen, weshalb es notwendig ist, sich mit einer effizienten Darstellung zu
beschäftigen.
Eine relativ ebene Oberfläche, wie wir sie oft bei Gebäudeaufnahmen von 3D-Laserscannern
erhalten, kann mit einem stark vereinfachten Mesh approximiert werden, ohne dass der Detailgrad
der Darstellung sichtlich darunter leidet. Damit ein solches vereinfachtes Mesh räumlich
kontinuierlich bleibt, sollte es frei von Brüchen (Cracks) und T-Kreuzungen (T-Junctions) sein.
[SVDLOD]
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll ein kontinuierliches Level-Of-Detail-Verfahren (LOD)
vorgestellt werden, mit dem aus Punktwolken ein 3D-Oberflächenmodell erzeugt werden kann, das
möglichst wenige Dreiecke benutzt. Es handelt sich hierbei nicht um eine dynamische
(sichtweitenabhängige) LOD-Darstellung, sondern um eine intelligente (nicht-redundante)
Approximation von Punktwolkendaten über Höhenfelder.
In dieser Arbeit wird ein Grundgerüst zur Durchführung einer intelligenten Vermaschung
vorgestellt. Da die Implementierung eines solchen Verfahrens relativ aufwendig ist, wurde sich aus
Zeitgründen nur auf das Verfahren selbst beschränkt. So musste beispielsweise auf die automatische
Texturierung und eine Glättung der Modelle verzichtet werden. Um einen besseren Eindruck von
den gewonnenen Ergebnissen zu bekommen, wurde stattdessen in Kapitel 5 die Texturierung
manuell mithilfe der Open Source 3D-Modelling und Rendering Software Blender vorgenommen.
[BLENDER]
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