I | Vorwort |
1 | Einleitung | 1 |
1.1 | Modellierung virtueller Landschaften | 3 |
1.2 | Bilderzeugung von virtuellen Landschaften | 5 |
1.3 | Anwendungen virtueller Landschaften | 6 |
2 | Pflanzen - botanische Beschreibung | 9 |
2.1 | Die Sprossachse | 11 |
2.2 | Knospung | 13 |
2.3 | Verzweigungsformen | 14 |
2.4 | Raumaufteilung | 15 |
2.5 | Tropismen | 16 |
2.6 | Architektonische Analyse von Bäumen | 18 |
2.7 | Blätter | 19 |
2.8 | Geobotanische Beschreibungsmethoden | 21 |
2.9 | Beschreibungsverfahren für Vegetation | 24 |
3 | Ein wenig Mathematik - Pflanzen als fraktale Objekte | 29 |
3.1 | Geometrische und topologische Modelle | 29 |
3.2 | Verzweigungsstrukturen | 30 |
3.3 | Bäume als fraktale Objekte | 32 |
3.4 | Phyllotaxis | 36 |
3.5 | Beschreibung von Pflanzenpopulationen | 39 |
3.6 | Entwicklungsmodelle | 41 |
4 | Prozedurale Modellierung | 45 |
4.1 | Zelluläre Automaten | 46 |
4.2 | Ein erstes kontinuierliches Modell | 47 |
4.3 | Dreidimensionale prozedurale Modelle | 48 |
4.4 | Regulation der Verzweigungsbildung | 50 |
4.5 | Darstellung über Partikelsysteme | 51 |
4.6 | Ein fraktales Baummodell | 52 |
4.7 | Geometrisches Modellieren | 54 |
4.8 | Ein Ansatz über Knospung | 55 |
4.9 | Eine kombinatorische Methode | 57 |
4.10 | Bäume aus Strängen | 59 |
4.11 | Approximatives Modellieren | 61 |
4.12 | Wachstum in Voxeln | 62 |
4.13 | Modellierung von Phyllotaxis | 63 |
4.14 | Offene Fragen | 64 |
5 | Regelbasierte Modellierung
| 67 |
5.1 | Ersetzungssysteme | 68 |
5.2 | Verzweigungsstrukturen | 71 |
5.3 | Dreidimensionale Fahrbefehle | 73 |
5.4 | Stochastische und parametrische Systeme | 75 |
5.5 | Kontextsensitive Systeme | 77 |
5.6 | Modellierung der Phyllotaxis | 79 |
5.7 | Animation mit L-Systemen | 80 |
5.8 | Interaktion von Pflanzen und Umwelt | 81 |
5.9 | Die Verwendung von Positionsinformationen | 83 |
5.10 | Iterierte Funktionensysteme | 84 |
5.11 | Objektinstanzierung | 87 |
5.12 | CSG-basierte Modellierung | 89 |
5.13 | Einordnung der Verfahren | 91 |
6 | Regelbasierte Objekterzeugung | 93 |
6.1 | Algorithmische Multiplikation | 94 |
6.2 | Komponententypen | 96 |
6.3 | Kombination von Komponenten | 103 |
6.4 | Beispiele | 104 |
6.5 | Modellierung der Gesamtgestalt | 107 |
6.6 | Animation | 110 |
6.7 | Resümee | 112 |
7 | Modellierung von Terrain | 121 |
7.1 | Brown'sche Bewegung | 122 |
7.2 | Modellierung von Terrain | 125 |
7.3 | Erosion | 128 |
7.4 | Interaktion mit fraktalem Terrain | 131 |
8 | Modellierung von Bewuchs | 133 |
8.1 | Direkte Spezifikation von Verteilungen | 136 |
8.2 | Simulation einer Population | 142 |
8.3 | Simulation einer Pflanzengesellschaft | 144 |
8.4 | Reduzierung der geometrischen Daten | 145 |
8.5 | Instanzierung von Pflanzenpopulationen | 149 |
8.6 | Modellierung einer Beispielszene | 152 |
9 | Synthetische Landschaftsbilder | 155 |
9.1 | Lokale Beleuchtungsmodelle | 158 |
9.2 | Die Rendering-Gleichung | 159 |
9.3 | Radiosity | 160 |
9.4 | Raytracing | 161 |
9.5 | Weitere Bilderzeugungsmethoden | 163 |
9.6 | Fotorealistische Landschaftsbilder | 164 |
9.7 | Pflanzenbilder durch Raytracing-Verfahren | 172 |
9.8 | Pflanzenbilder durch Radiosity-Verfahren | 175 |
9.9 | Wann wirken Computerbilder realistisch? | 176 |
10 | Level-of-Detail-Repräsentation | 185 |
10.1 | LOD-Methoden für geschlossene Flächen | 186 |
10.2 | Statische LOD-Methoden für Bäume | 187 |
10.3 | Dynamische punktbasierte Repräsentation | 191 |
10.4 | Dynamische polygonale Repräsentation | 193 |
10.5 | Punkt- und linienbasierte Darstellung | 196 |
11 | Landschaftsskizzen | 207 |
11.1 | Nicht-fotorealistische Bilderzeugung | 208 |
11.2 | Traditionelle Zeichnungen von Pflanzen | 213 |
11.3 | Synthetische Pflanzenzeichnungen | 217 |
11.4 | Herstellung von Schraffuren | 226 |
11.5 | Punktierte Abbildungen | 232 |
11.6 | Resümee | 238 |
Anhang A | Baumbestimmung | 241 |
Anhang B | CD-ROM | 243 |
B.1 | Xfrog-Modellierumgebung | 243 |
B.2 | Modellierung einer Blume | 245 |
B.3 | Modellierung eines Baumes | 250 |
Anhang C | Glossar | 257 |
| Abbildungsnachweis | 263 |
| Literatur | 267 |
| Index | 279 |