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By Georgios Sakas

Turbulente gasf|rmige Ph{nomene wie Wolken, Rauch, Dunst, Flammen and so on. 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 shape einer turbulenten Ver{nderung ihrer shape 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 foundation 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.

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Fraktale Modelle wurden in den letzten 10 Jahren mit groBem Erfolg bei der computergraphischen Modellierung einer Vielfalt natiirlicher Objekte, insbesondere Wolken, eingesetzt. • Fraktale Prozesse benotigen nur einen kleinen Satz von Parametern, um einen beliebig groBen Komplexitiitsgrad zu erzeugen (database amplification, [Smit84]). • Das Aussehen von Fraktalen kann mit Hilfe eines kleinen Satzes von Parametern vom Benutzer eingestellt und veriindert werden. • Da sie prozedual definiert werden, benotigen sie nur minimalen Speicherplatz.

F3 die topologische Dimension eines Korpers kleiner oder hochstens gleich der Euklidischen Dimension sein kann. 42 3. odellierung Ein Fraktal wird als ein "Korper" (genauer als eine Menge),beschrieben, dessen Hausdorff-Dimension keine ganze Zahl ist, sondern beliebige reelle Werte annehmen kann. Die fraktale Dimension entspricht intuitiv der "Rauheit": "glatte" Korper haben eine niedrige, "rauhe" oder "zackige" Korper eine hohe fraktale Dimension. Eine weitere Grundeigenschaft der Fraktale ist ihre "Selbstahnlichkeit" im erweiterten Sinne: Die Form bzw.

Ein zweiter Nachteilliegt in Abtastfehlern (aliasing), die durch die punktweise Abtastung des Raumes verursacht werden. Diese Fehler, die gravierende Nachteile £iir die Bildqualitat haben konnen, werden im Abs. 1 detailliert diskutiert. Eine Sonderstellung nimmt hier das von Eberts & Parent ([EbPa90]) vorgeschlagene Verfahren ein. 1m Prinzip ist dieses Verfahren zwischen den reinen Scanline Verfahren und den reinen Ray-Tracing Verfahren anzusiedeln. Die Autoren ersetzen einfach den Primarstrahl des Ray-Tracers durch den Scanline A-Buffer.

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