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2022 | OriginalPaper | Chapter

11. Spezialthemen und virtuelle Realität

Authors : Karsten Lehn, Merijam Gotzes, Frank Klawonn

Published in: Grundlagen der Computergrafik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Dieses Kapitel enthält ausgewählte Spezialthemen für computergrafische Anwendungen. Da Virtual-Reality (VR)-Anwendungen ein wichtiges Anwendungsgebiet der Computergrafik sind, sind Faktoren erläutert, die in solchen Anwendungen einen hohen Grad an Immersion erzeugen können, so dass sich ein Benutzer in einer virtuellen Umgebung wirklich präsent fühlt. Durch die Simulation von Nebel, die Nutzung von Partikelsystemen oder durch die Darstellung dynamischer Oberflächen lassen sich in computergrafischen Szenen realistische Effekte erzeugen. Für interaktive Computergrafiken ist die Auswahl von Objekten und die Erkennung und Behandlung von Kollisionen wichtig. Hierdurch lassen sich dreidimensionale virtuelle Welten durch Benutzer erkunden und manipulieren. Für diese Themen enthält dieses Kapitel die technischen Grundlagen. Für die meisten Themen sind darüber hinaus OpenGL-Beispiele dargestellt und erläutert. Da der Hörsinn einen großen Beitrag zur Immersion und damit zur Präsenz leistet, sind in diesem Kapitel einige wichtige Erkenntnisse und technische Grundlagen zur Auralisierung akustischer Szenen dargestellt. Der letzte Teil dieses Kapitels enthält eine Zusammenfassung wichtiger Faktoren für das Entstehen eines visuellen Tiefeneindrucks in einer Szene. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem Sehen mit beiden Augen (binokulares Sehen) und der technischen Reproduktion durch Stereoskopie-Ausgabetechniken. Diese Techniken kommen beim 3D-Fernsehen und in Virtual-Reality-Headsets zum Einsatz.

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Footnotes
1
In diesem Beispiel wird das JOGL-Interface MouseListener aus dem JOGL-Paket com.jogamp.newt.event genutzt, um Mausklicks in dem GLWindow zu identifizieren. Ein ähnliches Interface mit demselben Namen steht für andere Fenstersysteme, wie AWT oder Swing, zur Verfügung.
 
2
Für dieses Beispiel wird die JOGL-Klasse MouseEvent aus dem JOGL-Paket com.jogamp.newt.event genutzt.
 
4
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht im Vakuum (Lichtgeschwindigkeit) beträgt \(c_{Licht} = 299\,792\,458\) m/s. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in trockener Luft bei \(20\,^{\circ }\)C (Schallgeschwindigkeit) ist \(c_{Schall} = 343.2\) m/s. Die Schallgeschwindigkeit ist hauptsächlich von der Temperatur abhängig. Nach [15, S. 356] verändert sie sich um 3.7–3.9 % bei einer Temperaturveränderung von \(20\,{^{\circ }}\)C.
 
5
Ähnlich zum räumlichen Sehen (siehe Abschn. 11.12.1) sind im Zusammenhang mit dem räumlichen Hören die Bezeichnungen „cue“ oder „depth cue“ für „Tiefenreiz“ in der englischen Literatur und der deutscher Fachsprache gängig.
 
6
Im Deutschen wird anstatt „Tiefenreiz“ auch „Hinweisreiz“ verwendet. In der englischen Sprache und der deutsche Fachsprache sind die Bezeichnungen „cue“ oder „depth cue“ gängig.
 
7
Bei Verwendung des RGB-Farbmodells lautet der Farbvektor für die Farbe Rot \((1, 0, 0)^T\) und für die Farbe Cyan \((0, 1, 1)^T\).
 
8
Cyan ist die Farbe, die sich durch additive Mischung der Farben grün und blau ergibt.
 
9
Für die vorderen Puffer und das linke hintere Puffer existieren auch alternative Namen (Alias-Namen), siehe https://​www.​khronos.​org/​opengl/​wiki/​Default_​Framebuffer, Abruf am 11.04.2019, 18.50 h.
 
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Metadata
Title
Spezialthemen und virtuelle Realität
Authors
Karsten Lehn
Merijam Gotzes
Frank Klawonn
Copyright Year
2022
Book
Grundlagen der Computergrafik

Print ISBN: 978-3-658-36074-0

Electronic ISBN: 978-3-658-36075-7

Copyright Year: 2022

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-36075-7_11