AG-Treffen 2025/08/13 Rendering und Darstellung von 3D-Digitalisaten

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AG3D interaktives Protokoll vom 13.08.2025, 10:00 Uhr

Informationen zur AG3D

Links & Ressourcen

Begrüßung & Informationen zur AG3D

  • SODa Summerschool 2025 29.9-01.10.2025, Anmeldung noch möglich (offiziell schon geschlossen)
  • Robert Paessler:
    • Vortrag für November gesucht
    • Bis dahin: Thomas Volt – 3D Digitalisierung in Sachsen, Michael Rummel – Massendigitalisierung von Keramik, nächstes Meeting: 10.09. Cross Polatisation und Fotogrammetrie

Werkstattbericht Julian Cremerius: Rendering und Darstellung von 3D-Digitalisaten

Protokoll

  • Einführung über Punkte und Flächen aus einem Blender-Export mit Textdatei
  • Geometrie
  • Polygone: Vertices, Edges, Faces, Triangles/Quads, viele Formate werden automatisch in Triangles gerendert
  • Punktwolken
  • Voxel Grids
  • Distance Fields
  • Radiance Fields kommt gerade auf
  • Rasterization vs. Raytracing
  • Erklärung Rasterization: Line Primitive/Triangle Primitive wird auf Pixel berechnet, Perspektive Matrix: Near Plane wird berücksichtigt
  • Phong Lighting: Alle Beleuchtung auf 3 Teile reduziert
  • Ambient Lighting: Jedes Objekt kriegt irgendwie Licht ab (Licht ist immer in irgendeiner Form vorhanden)
  • Diffuse reflection: Woher kommt das Licht? -> Winkel von Lichteinfall
  • Specular reflection: Glanzreflektionen (between diffuse and mirror)
  • Eevee als Render Rastorizer Engine in Blender: Environment Texture für natürlicheren Lichteindruck, Glasobjekte problematisch (erscheinen nicht durchsichtig), schwieriger bei mehr Objekten
  • Erklärung Raytracing
    • Berechnung von Kameraposition aus
    • dauert länger, physikalischer Ansatz (ray casting, ray tracing)
    • Versch. Berechnungen möglich: Eye Rays, Shadow Rays, Reflection Rays, Refraction Rays (Materialdurchgängigkeit)
    • Samples: Standardwert 1024 (Anzahl "ausgeschickter Proben")
  • Blender: Cycles Renderengine
  • Glaswürfel korrekt dargestellt
  • Effekte: Global Illumination, Ambient Occlusion, verschiedene Kameramodelle einstellen
  • Versch. Formen von Raytracing (Raycasting primitivste Form)
  • Rendering Equation
  • Kameramodelle
  • alle Viewer verwenden derzeit Rastorizing, Sketchfab: Environment Textures
  • Novel View Synthesis
  • Gaussian Splatting (2023, ehemals 1990)
  • verbreiteter als NeRF
  • Kamerapositionen werden aus Fotos abgeleitet
  • berechnete Punkte werden als Gaussians angezeigt (Elipsoid-Bubble)
  • Mathematische Optimierung: Iterative Fehlerabfrage, Korrektur
  • Blickwinkelabhängige Effekte bei jedem Gaussian
  • Spherical Harmonics: Welche Farbe hat Elipsoid aus welcher Richtung
  • Gaussian Splatting Web Collection TUBAF Freiberg
  • Keine Geometrie, performativer als Ray-Tracing
  • Apps: Polycam,...
  • NeRF (Neural Radiance Fields)
  • Kamerapositionen aus Fotos abgeleitet
  • Machine Learning Ansatz, Neuronales Netz wird trainiert
  • Eingabe: Position XYZ+ Blickwinkel, Ausgabe: RGB-Wert+Transparenz
  • z.B. 5 Abfragen für einen Ray (schrittweise Verkürzung der Distanz zum Objekt)
  • www.matthewtancik.com/nerf
  • Noch schneller als Gaussian Splatting
  • instant-ngp
  • github.com/bmild/nerf
  • github/NVlabs/instant-ngp
  • Luma AI
  • wenig benutzerfreundliche Software
  • Nerfstudio Software: Herumprobieren..
  • Gaussian Splatting / NeRF: Nicht geeignet zur Beforschung der Objekte
  • Es gibt erste Ansätze um auf Geometrie rückzuschließen, am Anfang
  • Webperformance: Gaussian Splatting mit 3JS


Fragerunde

  • Hintergrund als Informatiker hilft bei der Einarbeitung in NeRF
  • Ausführliche Dokumentation auf Github


Offene Runde

Sonstiges

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