Fraktale Wolken, virtuelle Flammen: Computer-Emulation und Visualisierung turbulenter Gasbewegung (Beiträge zur Graphischen Datenverarbeitung) (German Edition)

Turbulente gasf|rmige Ph{nomene wie Wolken, Rauch, Dunst, Flammen etc. werden ben|tigt, um den Realit{tseindruck rechnergenerierter Bilder von Au~enszenen zu erh|hen. Solche Effekte werden sowohl im Bereich der optischen Simulation (Flug- und Fahrsimulatoren) als auch als Spezialeffektef}r rechnergenerierte Animation ben|tigt. Die Schwierigkeit dabei ist einerseits, da~ solche gasf|rmigen Objekte recht komplex sind, andererseits,da~ sie einer Dynamik in Form einer turbulenten Ver{nderung ihrer Form mit der Zeit unterliegen. In diesem Buch werden alle wichtigen existierendenVerfahren zur Generierung solcher Effekte evaluiert und mit vollkommen neuenAlgorithmen erweitert und erg{nzt. Als Basis der Modellierung dienen geeignet parametrisierte fraktale Strukturen; um dynamische turbulente Bewegung zu imitieren, werden zeitvariante Fraktale eingef}hrt. Die Visualisierung von Volumendaten wird ebenfalls detailliert erl{utert. Sowohldie Theorie als auch die Algorithmen werden mit Hilfe zahlreicher Abbildungen ausf}hrlich evaluiert und diskutiert. Das Buch wendet sich prim{r an computergraphikorientierte Berufe (Computeranimateur, Ingenieur, Software-Entwickler, Sumulationstechniker), die solche Effekte modellieren und visualisieren wollen oder sich mit der Visualisierung von Volumendaten, z.B. im Bereich der Medizin oder Ingenieurwissenschaften, besch{ftigen. Die detaillierte Behandlung des Stoffes, der systematische und anschauliche Aufbau des Buches sowie die zahlreichen Abbildungen machen es auch f}r den Studenten, Hobby-Programmierer und interessierten Laien attraktiv. Dieses Buch ist im Institut fiir Graphisch-Interaktive Systeme des Fachbereichs Informatik der Technischen Hochschule Darmstadt in der Zeit zwischen Oktober 1987 und September 1992 als meine Dissertationsarbeit entstanden. Wahrend dieser Zeit haben viele Personen mir auf unterschiedliche Weise geholfen. Mit diesem Vorwort solI allen zutiefst gedankt werden. Der erste Dank gilt Prof. Encarnac;a.o, der sehr friih meine Aufmerksamkeit auf die Bedeutung und die Rolle der zeitvarianten Texturen im Bereich der Graphischen Datenverarbeitung lenktej der mich ermutigte, meine Forschungs aktivitaten auf diesen Bereich zu konzentrieren und der mir das Thema iiberliefi, der meine Forschungsaktivitaten stets unterstiitzte und schliefilich die aufwen dige Infrastruktur zur Verfiigung stellte, die diese Arbeit iiberhaupt ermoglicht hat. Prof. Peitgen hat bereits 1989 wahrend der EG-89 Konferenz meine ersten, damals noch unausgegorenen Ideen und Vorstellungen iiber die Wolkenmodel lierung gehort und fiir erfolgsversprechend befundenj damals ahnte er bestimmt nicht, dafi er spater Koreferent dieser Arbeit werden wiirde. Fiir seine Bereit schaft Koreferent dieser Arbeit zu werden sowie fiir seine fachliche Hilfe mochte ich mich bei ihm bedanken. Weiterhin gilt mein herzlicher Dank der Deutschen Forschungsgemein schaft (DFG), welche samtliche Forschungsaktivitaten im Rahmen des "Textur Editor" Projektes iiber die Zeit von vier Jahren finanziell gefordert hat." Originally presented as the author's thesis (doctoral--Technische Hochschule in Darmstadt, 1992) under the title: Definition und Visualisierung zeitvarianter Texturen zur optischen Simulation turbulenter Gasbewegung.