Seminar - Echtzeit-Raytracing

Echtzeit-Raytracing

Prof. Dr. Stefan Müller, Kevin Keul

Inhalt & Zielsetzung - Organisatorisches - Anmeldung – Themenüberblick - Ausarbeitung & Vortrag - Material & Vorlagen – Scheinerwerb

Inhalt & Zielsetzung

Der Bereich Rendering ist in zwei Gebiete unterteilt: Echtzeit Rendering und Raytracing. Während es für das Echtzeit Rendering schon lange spezielle Beschleunigung durch Hardware in Form von der Graphics Processing Unit (GPU) gab, welche beispielsweise durch OpenGL genutzt werden konnte, war dies für das Raytracing nicht der Fall. Durch neue Technologien wie etwa OpenCL wird es jedoch ermöglicht, dass man die große Parallelisierbarkeit der GPU auch für allgemeine Berechnungen nutzt. Dies bietet auch für das Raytracing ein großes Beschleunigungspotenzial. Im Unterschied zu herkömmlichem Echtzeit Rendering mittels OpenGL ist es mithilfe von Raytracing leicht möglich komplexere Rendering Verfahren zu integrieren. Dazu gehört beispielsweise die Berechnung von weichen Schatten oder indirekter Beleuchtung. Das Ziel ist also das Rendering mittels Raytracing in Echtzeit.

Neben der bereits angesprochenen Beschleunigung durch die Parallelisierbarkeit der GPU gibt es auch weitere Ansätze um das Raytracing zu beschleunigen. Dazu gehört beispielsweise die schnellere Schnittpunktberechnung durch geeignete Beschleunigungsdatenstrukturen wie dem Uniform Grid oder dem Octree. Mit der Zeit haben sich auch andere Methoden und Verfahren durchgesetzt, die eine weitere Beschleunigung ermöglichen.

Ziel dieses Forschungsseminars ist eine intensive Auseinandersetzung mit den aktuellsten Ansätzen und Methoden im Bereich des Raytracings mit besonderem Hinblick auf die Performanz und eine damit verbundene Echtzeitfähigkeit.

Organisatorisches

Das Seminar ist für Studierende im Master. Die Vorträge der Studierenden werden voraussichtlich an einem wöchentlich wiederkehrenden Termin stattfinden. Für den Scheinerwerb ist eine schriftliche Ausarbeitung im Umfang von 10-12 Seiten einzureichen.

Weitere Details werden in der Auftaktveranstaltung bekanntgegeben.

Anmeldung

Wenn Sie am Seminar teilnehmen möchten, ist die Anwesenheit zur Auftaktveranstaltung (https://klips.uni-koblenz-landau.de/v/76297 ) notwendig. Die Auftaktveranstaltung findet am 22.07.2015 um 15 Uhr c.t. in Raum E016.

Themenüberblick

Die Seminarthemen umfassen folgende Themengebiete:

  • Raytracing
  • GPGPU und OpenCL
  • Beschleunigungsdatenstrukturen
  • Hybride Verfahren
  • Schnitttestberechnungen
  • ...

Themen

 

 

# Thema erster Entwurf Cross Review finale Abgabe Vortrag
1 GPU - Voxelisierung 25.10.2015 01.11.2015 29.11.2015 30.11.2015
2 Octree Traversierung 25.10.2015 01.11.2015 29.11.2015 30.11.2015
3 Stackless Multi BVH 01.11.2015 08.11.2015 06.12.2015 07.12.2015
4 Sparse Voxel Octree und Sparce Voxel DAGs 01.11.2015 08.11.2015 06.12.2015 07.12.2015
5 Line Space 08.11.2015 15.11.2015 13.12.2015 14.12.2015
6 Primitive Trees und Distance Fields 08.11.2015 15.11.2015 13.12.2015 14.12.2015
7 Packet Ray Tracing 06.12.2015 13.12.2015 10.01.2016 11.01.2016
8 Sphere Tracing und implizite Oberflächen 06.12.2015 13.12.2015 10.01.2016 11.01.2016
9 Voxel Cone Tracing und Anwendungen 13.12.2015 20.12.2015 17.01.2016 18.01.2016
10 Multi-Frusta Ray Tracing (Soft Shadows) 13.12.2015 20.12.2015 17.01.2016 18.01.2016
11 Photon Mapping (Multi Maps/Kaustiken) 20.12.2015 27.12.2015 24.01.2016 25.01.2016

Materialien & Vorlagen

befinden sich in dem Ordner der OwnCloud.

Scheinerwerb

Zum Scheinerwerb muss jeder Seminarteilnehmer eine schriftliche Ausarbeitung über sein Thema anfertigen, die 10-12 Seiten umfassen soll (hierbei zählt der reine Text ohne Verzeichnisse und Titelseite! Graphiken selbst zählen aber dazu.). Die Abgabe erfolgt im PDF Format. Die Ausarbeitung ist mit unserer Latex-Vorlage anzufertigen.

Die Vortragsdauer beträgt 20 Minuten und anschließend 10 Minuten Diskussion. Die Vortragsfolien können frei gestaltet werden.

Vortrags-/Präsentationsnote:

  • Inhalt (u.a. erworbene Kenntnisse, Fähigkeit zur Vermittlung, Niveau)
  • Vortragsqualität
  • Folienqualität

Ausarbeitungsnote:

  • Inhalt (s.o)
  • Recherchequalität
  • Belege mit Quellen
  • Aufbau
  • Erscheinungsbild der Ausarbeitung
  • Zitierqualität
  • Literaturangaben