Die von uns entwickelte Renderingtechnik beschreibt einen zweiphasigen Algorithmus zum Rendern von einer großen Zahl an unterschiedlichen parametrischen Funktionen mit hohem Detailgrad. Beispiele für unterschiedliche derartige parametrisch beschriebene Objekte sind in Figure 1 dargestellt. Hoher Detailgrad meint hierbei, dass unser Algorithmus pixelgenaue geometrische Details produzieren und rendern kann und somit eine gegebene parametrische Funktion sehr genau darstellen kann. Überdies erreicht unser Algorithmus hohe Renderinggeschwindigkeiten mit teils mehreren 100 Bildern pro Sekunde und erfüllt damit die Anforderungen an Echtzeitapplikationen, die mindestens 60 Bilder pro Sekunde erreichen sollen.

Bild 1:  Alle hier dargestellten Formen können parametrisch beschrieben und mit unserem Algorithmus in Echtzeit gerendert werden.

Die zwei Phasen unseres Algorithmus führen folgende Instruktionen aus:

• In der ersten Phase wird ein Compute-Shader-basierter Level-of-Detail (LOD) Schritt ausgeführt, der den nötigen Detailgrad der darzustellenden parametrischen Funktion ermittelt.
• Die Informationen und Daten aus dem ersten Schritt werden in einem zweiten Schritt verwendet, um die parametrische Funktion zu rendern. Hierbei haben wir unterschiedliche Renderingtechniken analysiert. Die höchste Renderinggeschwindigeit errreichte eine Technik, die den Hardware-Tessellator verwendet.

Bild 2 stellt das grundlegende Prinzip unseres Algorithmus vor: Nachdem Patches unterteilt wurden, werden sie in die parametrisch definierte geometrische Form transformiert werden. Jeder Vertex wird dabei mit der jeweiligen parametrischen Funktion entsprechend positioniert.

Bild 2:  Input patches werden in verschiedene Formen transformiert. Die zugehörigen parametrischen Formeln sind unter den jeweiligen Objekten angeführt.

Nützliche Links:

• Paper-Page auf der Seite der Rendering and Modelling Group (TU Wien): www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2024/unterguggenberger-2024-fropo/
• Paper in der Eurographics Digital Library: diglib.eg.org/items/3aaeeb7b-4028-43bf-a137-8a80b8cff6cf
• Source Code auf GitHub: github.com/cg-tuwien/FastRenderingOfParametricObjects