Schattencaches

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Dieses Applet demonstriert die Arbeitsweise eines Schattencaches beim Raytracing. Die Szene und das resultierende berechnete Bild werden dargestellt. Die abgeschickten Strahlen werden in der Szene sichtbar und die Blickrichtung und -position können verändert werden. Außerdem wird der Inhalt des Caches einschließlich der Anzahl der bisher erfolgten Treffer ständig angezeigt.
Die Szene
Drehung der Szene
  • Halten Sie die linke Maustaste gedrückt und bewegen Sie die Maus: Eine waagrechte Bewegung dreht die Szene um die y-Achse, eine senkrechte führt zu einer Drehung um die x-Achse.
Zoomen der Szene
  • Halten Sie die rechte Maustaste gedrückt und bewegen Sie die Maus: Bewegen Sie die Maus nach oben, dann entfernen Sie sich von der Szene, sie wird also zunehmend kleiner dargestellt. Bewegen Sie die Maus nach unten, so bewegt sich die Kamera auf die Szene zu, dies hat einen Vergrößerungseffekt.
Originalansicht
  • Bei Betätigen dieses Knopfes werden sämtliche Drehungen und Vergrößerungen der Szene zurückgenommen und die ursprünglichen Kameraeinstellungen wieder gültig.
Szene
  • Über dieses Auswahlmenü können Sie die gewünschte Szene einstellen. Die Objekte in den Szenen sind alle spiegelnd und nicht transparent.
Das berechnete Bild
Gewählter Bildpunkt
  • Hier können Sie einen neuen Bildpunkt anwählen, durch den der nächste Primärstrahl dann gehen wird.
Das Bild
  • Sie können durch einfaches Anklicken einen neuen Bildpunkt einstellen. Auf diese Weise kann man leicht interessante Gebiete des Bildes (z.B. mit Schatten) anwählen.
Weitere Bedienelemente
Nächster Schritt
  • Mit diesem Knopf können Sie den nächsten Berechnungsschritt anstoßen. Sind für den gewählten Bildpunkt sämtliche Berechnungsschritte durchgeführt worden, geht die Berechnung bei dem weiter rechts gelegenen Bildpunkt weiter. Wird dabei das Ende der aktuellen Bildzeile erreicht, so wird der erste Bildpunkt der nächsten Zeile ausgewählt.
Neustart
  • Bei Betätigen dieses Knopfes starten Sie die Berechnung für den angewählten Bildpunkt neu, die Cacheeinträge werden allerdings dabei gelöscht.
Aktuelle Rekursionstiefe
  • Diese Zeile gibt die aktuelle Rekursionstiefe an.
Statuszeile
  • In dieser Zeile wird ständig der aktuelle Berechnungsschritt und die Testergebnisse des Schattencaches angezeigt.
Der Schattencache
Gecachter Knoten
  • In dieser Spalte werden die gecacheten Knoten der entsprechenden Rekursionstiefe angezeigt.
Aufeinanderfolgende Treffer
  • In dieser Spalte wird angezeigt, wieviel aufeinanderfolgende Treffer der weiter links angezeigte Knoten schon erhalten hat. Je höher diese Zahl ist, desto effizienter arbeitet der Cache.
1. Schritt: Auswahl einer Szene
Wählen Sie zunächst über das entsprechende Auswahlmenü die Szene 2 aus. Diese Szene wurde speziell zur Demonstration des Schattencaches entworfen.
Gehen Sie nach und nach sämtliche Berechnungsschritte für den Bildpunkt (80, 50) durch, indem Sie jeweils den Knopf Nächster Schritt drücken. Beobachten Sie, wie sich der Cache nach und nach füllt.
Führen Sie nun die Berechnung für den Bildpunkt (81, 50) bis zum Testschritt nach dem ersten Schattenstrahl weiter. Das zu testende Objekt leuchtet blau auf.
Drücken Sie wiederum den Knopf Nächster Schritt. Nun wurde der Test durchgeführt. Das getestete Objekt wurde getroffen und leuchtet jetzt grün auf. Die Trefferzahl wird um eins erhöht.
Setzen Sie jetzt die Berechnung fort bis zum reflektierten Strahl der Rekursionstiefe 3. Dieser Strahl trifft kein Objekt, es kann also auch kein Schattenstrahl mehr erzeugt werden. Machen die Cacheeinträge für Rekursionstiefe 3 und 4 jetzt noch Sinn? Führen Sie noch einen weiteren Berechnungsschritt durch und achten Sie auf die Cacheeinträge.