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Sebastian Schäfer

• Das Bumpmapping-Verfahren, eine Methode zur realistischen Darstellung rauer Oberflächen, existiert schon seit 30 Jahren, aber erst durch aktuelle Entwicklungen der Hardware lässt es sich in Echtzeitumgebungen einsetzen. Die aktuellen Verfahren ermöglichen viele darüber hinausgehende Effekte, jedoch haben sie auch mit Problemen zu kämpfen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Weiterentwicklung der Verfahren zu betrachten. In dieser Arbeit werden die Grenzen der aktuellen Bumpmapping-Algorithmen aufgezeigt und nach neuen Wegen geforscht. Das erste Verfahren erzeugt durch ein Multipassrendern fraktale Landschaften im Shader. Die darin verwendeten Methoden lassen sich für einen weiteren Algorithmus nutzen, mit dem feine Unebenheiten der Oberfläche an jedem Pixel ausgewertet werden. So können anisotrope Materialien wie gebürstete Metalle oder Mikropartikellacke simuliert werden. Den Abschluss bilden zwei neue Verfahren für prozedurale Shader. Die zu imitierende Oberfläche wird im Modell nachgebildet und per Raytracing für jeden Oberflächenpixel ausgewertet. Durch diese Methode werden viele Probleme texturbasierter Verfahren komplett umgangen.
• The bumpmapping algorithm produces realistically looking rendered images of wrinkled surfaces. It was invented almost 30 years ago. Only quite recently though the algorithm could be implemented on realtime rendering hardware. State of the Art implementations are capable of creating various additional effects but they are not free of problems. The main goal of this work is to explore further enhancements of bumpmapping algorithms. The first presented method creates fractal landscapes in a multi-pass render. Parts of this algorithm can be used in a second shader which creates a sub-pixel surface per pixel and uses it´s normals to create anisotrop material effects such as brushed metal or microparticle paint. The last algorithms shown use an alternative way for procedural shaders: the surface of the material is modeled inside the shader and raytraced per pixel. This method avoids almost all problems common with texture-based algorithms.