OpenSG

Abstract

Die Arbeit befaßt sich mit dem Problem des Szenengraphen. Aktuell bekannte Systeme wie OpenGL Performer, Open Inventor etc. decken aktuelle und kommende Anforderungen nur ungenügend ab. Die Arbeit konzentriert sich auf 3 Schwerpunkte: Erweiterbarkeit, Parallelisierung und Graphikhardwareabstraktion. Erweiterbarkeit ist angesichts der ständig wechselnden Anforderungen, die von neuen Anwendungen gestellt werden, ein zentrales Problem. Dazu werden Mechanismen entwickelt und vorgestellt, die eine dynamische Erweiterung des Systems erlauben. Dies betrifft sowohl die Erzeugung von Objekten als auch die spätere Manipulation derselben, die über ein Reflektivitätskonzept gewährleistet wird. Auch die aktiven Komponenten des Systems, die Traversierungen, werden in ein neues, erweiterbares Konzept eingebettet. Parallelverarbeitung wird durch die aktuellen Entwicklungen im Prozessor- und Systembereich immer wichtiger. In VR-Anwendungen existieren viele parallel ausführbare Aufgaben, die alle die Daten des Szenegraphen benötigen und manipulieren. Um diese voneinander zu trennen benötigt jede eine Kopie des Szenengraphen. Durch geeignete Synchronisation der Zugriffe konnte dieses mit geringem Speichermehraufwand erreicht werden, bei gleichzeitigem effizientem Zugriff und leichter Verteilung der Daten zwischen verschiedenen Threads. Die Graphikhardwareabstraktion wird durch die sehr rasche Entwicklung im Graphikkartenmarkt und die daraus entstehende Diversifikation immer wichtiger. Gleichzeitig entfernen sich die Algorithmen zur Echtzeitdarstellung immer weiter von den klassischen, einfach Ansätzen und verwenden mehrere Passes und/oder Stages um ihre Ergebnisse zu erzielen. Um diese verschiedenen Fähigkeiten einer Anwendung in sinnvoller Weise zur Verfügung zu stellen und sie von dem Komplexitäten zu isolieren wurden zum einen Verfahren zur leicht erweiterbaren Kapselung des OpenGL-Zustandes entwickelt, die dann auf der Basis meiner neuen Zwischenstruktur, dem sog. Draw Tree, zur Optimierung und Abstraktion der Darstellung dienen. Die zentralen Verfahren, die in dieser Arbeit entwickelt wurden, sind im frei verfügbaren OpenSG-System (www.opensg.org) implementiert worden. Es wird in unterschiedlichen Projekten in verschiedenen Universitäten und Forschungseinrichtungen verwendet und weiterentwickelt

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Last time updated on 05/04/2020

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