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Prof. Dr. Wolfgang Broll

Fachgebietsleiter

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INHALTE

Global Illumination

In der Natur ist jede Interaktion des Lichts mit Materie in einen globalen Kontext eingebunden, weswegen alle natürlichen Beleuchtungsphänomene in unserer Umwelt das Resultat globaler Beleuchtung sind.  

Screenshot von dem hier entwickelten Verfahren zur globalen Echtzeitbeleuchtung.

Beschreibung

Die globale Beleuchtung ist ein aktuelles Thema in der Forschung. Durch die Entwicklung des Verfahrens "LightSkin" durch Philipp Lensing sind wir als Fachgebiet ein Teil dieses Forschungsprozesses. Kernelemente unserer Forschung ist die Echtzeitfähigkeit der Algorithmen bei einer realistischen Darstellung. Dies erlaubt die Nutzung in verschiedenen Kontexten. Eins ist die Verbindung von Augmented Reality (AR) mit Global Illumination (GI).

Einblick in das entwickelte Verfahren LightSkin

Buddha mit indirekter Beleuchtung

Die grundlegende Idee des Verfahrens besteht darin, einen Instant-Radiosity-Ansatz, wie die Reflective Shadow-Maps, so zu erweitern, dass eine durchgehend indirekte Beleuchtung für die komplette Szene in Echtzeit berechnet werden kann, ohne störende Artefakte bei Animationen zu produzieren und ohne den Einflussbereich des indirekten Lichts zu beschränken (z. B. durch Beschränkung der Ausbreitung des indirekten Lichts).

Das LightSkin-Verfahren weist gegenüber existierenden globalen Echtzeit- Beleuchtungsverfahren die folgenden Vorteile bzw. Neuerungen auf:

  • Abbildung von physikalisch plausiblen diffusen indirekten Reflexionen
  • Abbildung von optisch plausiblen glänzenden indirekten Reflexionen,
  • Abbildung von weichen Schatten,
  • Abbildung von Multiple-Subsurface-Scattering-Effekten,
  • deutliche Reduzierung von temporären Inkohärenzen bei Animationen,
  • Unterstützung von Animationen ohne zusätzlichen Rechenaufwand,
  • geringe Speicheranforderungen,
  • eine einfache Adaption für Augmented-Reality-Anwendungen zur photometrischen Interaktion zwischen dynamischen realen und virtuellen Szenen unter Verwendung eines RGB-D-Sensors.

Ansprechpartner

Bei Interesse können Sie sich gerne melden bei:

Tobias Schwandt

Technische Universität Ilmenau 
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften und Medien
Fachgebiet Virtuelle Welten und Digitale Spiele
Ehrenbergstraße 29
D-98693 Ilmenau

Raum: EAZ 2316 (Ernst-Abbe-Zentrum)

Tel.: +49 3677 69-4604
Fax: +49 3677 69-4724 
E-Mail: tobias.schwandt@tu-ilmenau.de

Weiterführende Hinweise

Doktorarbeit:

LightSkin: Globale Echtzeitbeleuchtung für Virtual und Augmented Reality von Philipp Lensing

Paper:

LightSkin: Real-Time Global Illumination for Virtual and Mixed Reality

Efficient Shading of Indirect Illumination Applying Reflective Shadow Maps

Instant Indirect Illumination for Dynamic Mixed Reality Scenes

Videos:

https://www.youtube.com/watch?v=PBGsXASUmRI

https://www.youtube.com/watch?v=G90sUXZ1RLA