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Medizinische Bildverarbeitung

Analyse und Bewertung von Renderingverfahren für globale Beleuchtungsmodelle zur echtzeitfähigen 3D-Umgebungsvisualisierung für kamerabasierte ADAS-Tests mit HIL-Fahrsimulatoren

Masterarbeit von Sabrina Heppner

Abbildung 1: Vergleich mit und ohne atmosphärischer Streuung

Für die Validierung von kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen werden Hardware-in-the-Loop-Simulatoren genutzt. Diese verfügen über eine Umgebungsvisualisierung, dessen Ausgabe von der zu testenden Kamerasensorik des Fahrerassistenzsystems aufgenommen wird. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, muss die Umgebungsvisualisierung in Echtzeit arbeiten. Darüber hinaus müssen durch das Rendering Eigenschaften, an denen sich die Kamerasensorik orientiert, möglichst realitätsnah dargestellt werden. Ein wichtiger Punkt zur Steigerung der Realität ist die globale Beleuchtung. Durch die atmosphärische Lichtinteraktion stellt die Beleuchtung im Freien einen rechnerisch komplexen Vorgang dar. Es gibt verschiedene Forschungsarbeiten, die sich damit befassen, diese Lichtinteraktion in der Computergrafik möglichst physikalisch korrekt und trotzdem in Echtzeit umzusetzen. Ziel der Arbeit ist die Konzipierung, prototypische Umsetzung und Bewertung eines echtzeitfähiges globales Beleuchtungsmodell für Außenszenen. Zunächst sind die Anforderungen, die an das Konzept zu stellen sind, auszuarbeiten und der Stand der Technik in diesem Forschungsgebiet zu recherchieren. Im Anschluss wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse das Konzept erstellt. Bei der Konzepterstellung soll insbesondere das Verfahren des Deferred Shadings, als mögliche Unterstützung für die Echtzeitfähigkeit, berücksichtigt werden. Um die Tauglichkeit des Konzepts zu untermauern, wird anschließend ein Prototyp erstellt und anhand der zuvor erarbeiteten Anforderungen bewertet.

Abbildung 2: Beleuchtungsunterschiede - Tagesverlauf - Straßenszene
Abbildung 3: Effekte der atmosphärischen Streuung
Abbildung 4: Dämmerung ohne (links) und mit (rechts) Effekte der blauer Stunde

 

 

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