Abstract-Band - Fakultät für Informatik, TU Wien - Technische ...

Startelement durch wiederholte Translation und Rotation ein komplexes,
lückenloses Kachelmuster erzeugt werden. Diese Muster sind allem Anschein
nach nicht periodisch und haben sowohl aus mathematischer als auch
künstlerischer Sicht interessante Eigenschaften. Das IR-Verfahren wurde noch
nicht in der wissenschaftlichen Literatur behandelt, aber ist am ehesten
vergleichbar mit aperiodischen Kachelmustern wie sie z.B. bereits von Penrose
beschrieben wurden. Die Diplomarbeit beschäftigt sich näher mit den durch
Inductive Rotation erzeugten Mustern. Es wurden Algorithmen entwickelt, mit
denen es möglich ist, die Rotationsschritte in einem Computerprogramm zu
automatisieren. Die Implementierung schließlich ist der Irrational Image
Generator, ein Programm, das einerseits als Referenzimplementierung für das
genannte Verfahren dient, andererseits aber vom Künstler verwendet wird, um
durch weiteres Experimentieren das IR-Verfahren künstlerisch auszureizen. Dem
Irrational Image Generator gehen eine Reihe von Prototypen voraus, die dazu
entwickelt wurden, um das Laufzeitverhalten und die Ergebnisse abschätzen zu
können. Sowohl die Prototypen als auch das Endprodukt wurden von Hofstetter
Kurt getestet. Dieser iterative Entwicklungsprozess führte dazu, dass das fertige
Programm zwei unterschiedliche Implementierungen beinhaltet, die beide ihre
Vor- und Nachteile haben. Es hat sich herausgestellt, dass sowohl Laufzeit als
auch Speicherbedarf des IR-Algorithmus abhängig von der Anzahl der Iterationen
exponentiell ansteigen. Dadurch sind Iterationszahlen nach oben hin begrenzt,
reichen aber für künstlerische Zwecke aus.
Günther Voglsam
Real-time Ray Tracing on the GPU - Ray Tracing using CUDA and kD-Trees
Studium: Masterstudium Visual Computing
BetreuerIn: Associate Prof. Dr. Michael Wimmer
In computer graphics, ray tracing is a well-known image generation algorithm
which exists since the late 1970s. Ray tracing is typically known as an offline
algorithm, which means that the image generation process takes several seconds
to minutes or even hours or days. In this thesis I present a ray tracer which runs in
real-time. Real-time in terms of computer graphics means that 60 or more images
per second (frames per second, FPS) are created. To achieve such frame rates,
the ray tracer runs completely on the graphics card (GPU). This is possible by
making use of Nvidias CUDA-API. With CUDA, it is possible to program the
processor of a graphics card similar to a processor of a CPU. This way, the
computational power of a graphics card can be fully utilized. A crucial part of any
ray tracer is the acceleration data structure (ADS) used. The ADS is needed to
efficiently search in geometric space. In this thesis, two variants of so called kD-
Trees have been implemented. A kD-Tree is a binary tree, which divides at each
node a given geometric space into two halves using an axis aligned splitting
plane. Furthermore, a CUDA library for the rendering engine Aardvark, which is
the in-house rendering engine at the VRVis Research Center, was developed to
access CUDA functionality from within Aardvark in an easy and convenient way.
The ray tracer is part of a current software project called HILITE at the VRVis
Research Center.
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