Fachbereich 6 Mathematik/Informatik

Institut für Informatik


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Frakodima – Fraktal komprimierte Displacement Maps 

Leitung Prof. Dr. Oliver Vornberger
Mitarbeiter Dipl.-Phys. Olaf Müller
Laufzeit 09/1999 - 08/2004
Stichworte Fraktale Kompression, Displacement Mapping, 3D-Geometrie

Die 3D-Geometrien in Wissenschaft, Konstruktion und Unterhaltung werden immer komplexer (>100000 Polygonpunkte). Ihre Übertragung über Netzwerke mit kleiner oder mittlerer Bandbreite gewinnt durch verteiltes Arbeiten zunehmend an Bedeu­tung. Für eine effiziente Übertragung ist eine starke und verlustarme Kompression notwendig, die in Broadcasting-Szenarien serverseitig rechnerisch aufwändig sein darf. Gleichzeitig sollte die Dekompression auf den Clients schnell sein und die Dar­stellung der Geometrie sollte in Form einer Approximation bereits beginnen, bevor die gesamte Geometrie zum Client über­tragen wurde. 

In diesem Projekt verfolgen wir einen zweistufigen Ansatz. Zunächst werden aus der Originalgeometrie eine Displacement Map und eine simple(re) Geometrie berechnet: 

Durch die Fähigkeiten der auf vielen Clients verfügbaren Grafikhardware können diese Teile in Echtzeit wieder zur Original­geometrie kombiniert werden. 

Im zweiten Schritt wird die Displacement Map zusätzlich fraktal komprimiert. Die fraktale Kompression hat den Vorteil, dass während die Map zum hochaufgelösten Original dekomprimiert wird, bereits niedriger aufgelöste Zwischenstufen entstehen, die für Level of Detail Darstellungen der Geometrie benötigt werden und bei anderen Kompressions­verfahren nachträglich berechnet werden müssen:

Dieses Verfahren kann auch mehrfach hintereinander angewendet werden, so dass eine beliebige Originalgeometrie in ein grafisches Grundprimitiv wie den oben gezeigten Würfel (und eine Reihe von Displacement Maps) überführt wird, das sich besonders einfach zum Client übertragen lässt.