Landslagsteiknun á rauntíma

Landslagsteiknun á rauntíma

Sjálfstætt verkefni á vorönn 2002

eftir

Kára Halldórsson og Úlf Kristjánsson

3D á rauntíma

• 24+ rammar á sekúndu• 40 ms eða minna til að teikna ramma• Landslag getur innihaldið hundruð

þúsunda eða milljónir marghyrninga.• Fyrir hvern punkt í marghyrningi þarf að

skilgreina staðsetningu og stefnu, reikna lit út frá 1 eða fleiri ljósgjöfum o.fl. o.fl. áður en loks er ákvarðað hvað sést á skjánum og því varpað á hann.

3D á rauntíma

• Ræður tölvan þín við þetta?

• Þegar fjöldi marghyrninga er kominn yfir 100.000 ráða jafnvel öflugustu skjákort ekki við að teikna þá á undir 40 ms.

• Hvað er þá gert?

• Það verður augljóslega að fækka marghyrningunum, þ.e. einhverju verður að sleppa að teikna.

Hvað má missa sín?

• 1. Það sem ekki sést!

• Það sem “myndavélin” er ekki að horfa á í gefnum ramma á ekki að þurfa að eyða tíma í.

• Þessa hluti þarf að losna við á “ódýran” hátt áður en dýrir útreikningar eru framkvæmdir.

Hvað má missa sín?

• Smáatriði? Smáatriði sem ekki er tekið eftir.

• Ef brekka er í 300 metra fjarlægð, hve mörgum þúfum tökum við eftir í henni?

• Gott ef hægt er að miða nákvæmni við sjónarhorn. Teikna aðeins með mikilli nákvæmni það sem áhorfandinn veitir athygli.

Það sem ekki sést

• Einföld lausn væri að athuga fyrir hvern marghyrning áður en kallað er á teikniföll fyrir hann hvort hann er innan sjónsviðs eða ekki.

• Á þann hátt losnum við við eitthvað af dýrum útreikningum og notum ódýrari í staðinn en þurfum þó að framkvæma þessa útreikninga fyrir alla marghyrninga.

• Til eru betri leiðir.

Ferundartré (e. Quadtree, QT)

• Tré þar sem hver hnútur á 4 börn.

• Látum hvern hnút tákna ferhyrnt svæði á hæðarhnitakorti.

• Barn hnúts táknar eitt af 4 jafnstórum svæðum sem svæði hnútsins skiptist upp í

• Öll 4 lauf hnúts saman tákna þannig allt svæði þess hnúts.

Ferundartré (e. Quadtree, QT)

• Hnútar í QT og svæðin sem þeir skilgreina

Ferundartré (e. Quadtree, QT)

• Tréð er notað þannig að byrjað er í rót og athugað hvort eitthvað af svæðinu sem hún skilgreinir sé innan sjónsviðs.

• Ef svo er er það einnig athugað fyrir börn rótar.

• Sé hnútur að hluta til eða í heild innan sjónsviðs er haldið áfram að ítra, annars er hætt.

Það sem ekki er tekið eftir

• Hér þarf að taka ákvörðun um það hvað á að teikna með minni nákvæmni.

• Þetta eru hlutir innan sjónsviðs þannig að þetta mun hafa áhrif á það sem sést.

• Einnig þarf að ákveða hve fljótt nákvæmni á að tapast.

• Velja og hafna – nákvæmni vs. hraði.

Nákvæmnistig(e. Level of Detail, LOD)

• Aðferðir til að ákveða með hve mikilli nákvæmni skuli teikna svæði.

• Í verkefninu er þetta metið eftir fjarlægð frá “myndavél”.

• Skilgreindar mismunandi fjarlægðir og lágmarksnákvæmni sem hlutir skulu teiknaðir í innan þeirrar fjarlægðar.

• Hlutir næst “manni” teiknaðir með fullri nákvæmni en nákvæmni minnkar eftir því sem fjær dregur.

• Taka verður ákvörðun um nákvæmni hvers stigs og fjarlægð þess frá “myndavél”.

Nákvæmnistig(e. Level of Detail, LOD)

• Hér er verið að teikna talsvert færri marghyrninga heldur en ef full nákvæmni væri notuð.

• 1 marghyrningur í stað 64 í mestu fjarlægð og gætu verið fleiri enn fjær.

QT & LOD

• Geysilega hentugt að beita aðferðunum saman.

• Labba QT á sama hátt en hætta að ítra annaðhvort þegar svæði er utan sjónsviðs eða þegar nákvæmnin er nægjanleg miðað við fjarlægð svæðisins frá “myndavél”.

Mælitölur og niðurstöður

Mælitölur og niðurstöður

Takk fyrir!

Kári Halldórsson