PADrend: Platform for Algorithm Development and Rendering

In dieser Arbeit stellen wir ein flexibles System zur Entwicklung und Evaluation von 3-D-Renderingalgorithmen vor, das die Visualisierung komplexer virtueller Szenen auf einem breiten Spektrum an Geräten erlaubt. Die Aufbereitung und Echtzeitdarstellung solcher virtueller Szenen, wie sie beispielsweise aus detaillierten CAD-Daten erzeugt werden, stellt in vielerlei Hinsicht eine algorithmische und technische Herausforderung dar. Die 3-D-Szenendaten können nach dem Dateiimport aus einem Austauschformat in eine Vielzahl unterschiedlicher Datenstrukturen überführt werden. Es muss ein geeignetes Renderingverfahren ausgewählt und eingestellt werden, welches sowohl die Eigenschaften der Szene (Zahl der Polygone, Grad der Verdeckung etc.) als auch die Fähigkeiten der Hardware berücksichtigt. Auf der einen Seite stellt die Darstellung auf mobilen Endgeräten wie Smartphones besonders hohe Anforderungen aufgrund der Speicherbeschränkung und der geringen Leistungsfähigkeit der Grafikhardware. Auf der anderen Seite stehen bei Großprojektionssystemen, wie beispielsweise dem HD-Visualisierungscenter des Heinz Nixdorf Instituts, die hohe Bildqualität bei stereoskopischer Darstellung und die Unterstützung von Trackingsystemen im Vordergrund. Der Fokus des von uns entwickelten Systems PADrend liegt in der Bereitstellung einer flexiblen und leicht erweiterbaren Grundlage für die Entwicklung und Evaluation von 3-D-Renderingalgorithmen und räumlichen Datenstrukturen im Bereich der Forschung und der universitären Ausbildung. Durch den modularen Aufbau und die große Bandbreite an unterstützten Systemen wird gewährleistet, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Entwicklungen und Anwendungen auf PADrend aufsetzen können. In diesem Artikel geben wir einen Überblick über den Aufbau und die Fähigkeiten des Systems. Des Weiteren geben wir ein Beispiel für ein Anwendungsszenario, in dem PADrend eingesetzt wird: die Visualisierung von architektonischen Modellen auf einem Multiprojektionssystem.