Terrain Rendering mit Hardware Tessellation unter DirectX 11

Diese Arbeit befasst sich mit dem Level of Detail Problem beim Rendern von Terrains und versucht dieses durch den Einsatz von Hardware Tessellation unter DirectX 11 zu lösen. Die Erzeugung der Triangulierung wird dabei von der CPU auf die GPU verlagert, um die Möglichkeiten moderner Grafikkarten optimal auszunutzen. Im Hauptteil der Arbeit wird beschrieben, wie das Terrain in quadratische Bereiche unterteilt wird, deren Tessellation unabhängig voneinander und vollständig parallel auf der Grafikkarte erfolgt. Die Höhenwerte des Terrains werden dabei aus einer Heightmap gelesen und mittels Vertex Displacement auf die Geometrie übertragen. Durch die Berücksichtigung der lokalen Unebenheit und dem Einsatz von Frustum Culling wird die Methode zusätzlich optimiert. Weiters wird gezeigt, wie ein Quadtree verwendet werden kann, um besonders große Terrains darzustellen. Mittels einer Referenz-Implementierung werden schließlich unterschiedliche Tests durchgeführt, um die Performance der vorgestellten Methode zu überprüfen und ihre Verwendbarkeit in Echtzeitanwendungen zu belegen.

Autorentext

Alexander Osou wurde 1987 in Salzburg geboren. Er studierte Computer Science an der FH Technikum Wien und graduierte 2012 mit einem Master in Game Engineering. Berufliche Erfahrung sammelte er bisher bei Nonstop Games in Singapur und Social Point in Barcelona. Seine Freizeit verbringt er am liebsten am Strand oder auf einem Snowboard.

Klappentext

Diese Arbeit befasst sich mit dem "Level of Detail" Problem beim Rendern von Terrains und versucht dieses durch den Einsatz von Hardware Tessellation unter DirectX 11 zu lösen. Die Erzeugung der Triangulierung wird dabei von der CPU auf die GPU verlagert, um die Möglichkeiten moderner Grafikkarten optimal auszunutzen. Im Hauptteil der Arbeit wird beschrieben, wie das Terrain in quadratische Bereiche unterteilt wird, deren Tessellation unabhängig voneinander und vollständig parallel auf der Grafikkarte erfolgt. Die Höhenwerte des Terrains werden dabei aus einer Heightmap gelesen und mittels Vertex Displacement auf die Geometrie übertragen. Durch die Berücksichtigung der lokalen Unebenheit und dem Einsatz von Frustum Culling wird die Methode zusätzlich optimiert. Weiters wird gezeigt, wie ein Quadtree verwendet werden kann, um besonders große Terrains darzustellen. Mittels einer Referenz-Implementierung werden schließlich unterschiedliche Tests durchgeführt, um die Performance der vorgestellten Methode zu überprüfen und ihre Verwendbarkeit in Echtzeitanwendungen zu belegen.