Realistische prozedurale 3D-Modellierung von Bäumen
Welche prozedural erstellten 3D Modelle von Bäumen werden als realistischer wahrgenommen; Solche die mit einem L-System-Ansatz generiert wurden, oder solche die mit einem Space-Colonization Ansatz generiert wurden?
«Prozedurale» 3D-Modellierung bezeichnet die automatische Erzeugung von 3D-Geometrie auf Basis einfacher Inputs, mit dem Ziel, manuelle Arbeit zu minimieren und effizient viele glaubhafte Varianten zu generieren. Für Objekte wie Bäume existieren seit den Anfängen der Computergrafik entsprechende Verfahren, die Baumstrukturen basierend auf «Selbstorganisation» (dynamisch, interagierende Teile) oder auf einer «inneren Architektur» (statisch, regelbasiert) erzeugen. Empirische Untersuchungen zum wahrgenommenen Realismus solcher Methoden fehlen bislang in der Computergrafik-Literatur.
Diese Thesis vergleicht den D0L-System-Algorithmus und den Space-Colonization-Algorithmus hinsichtlich ihres wahrgenommenen visuellen Realismus. Als Grundformen regelbasierter Architektur bzw. dynamischer Selbstorganisation wurden beide Algorithmen im Rahmen eines Lehrprojekts als Blender-Add-ons implementiert. In einer Befragung (n = 50) bewerteten Teilnehmende randomisierte Baumgruppen beider Verfahren in mehreren Aspekten. Die konzeptionell schwer randomisierbare Regelstruktur des D0L-Systems wurde umgangen, indem vergleichbare Exemplare erzeugt wurden, die sich primär durch die verwendete Methode unterscheiden.
Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Vorteil der Space-Colonization-Methode in fünf von sechs bewerteten Aspekten. Der D0L-Ansatz war nur bei der Astkrümmung nicht signifikant weniger realistisch. Die Diskussion untersucht mögliche Ursachen dieser Unterschiede und reflektiert ihre Aussagekraft im Hinblick auf weiterentwickelte Varianten beider Ansätze. Zudem wird erörtert, welche Bedeutung die Ergebnisse für Entwickler mit bestimmten Anforderungen haben, wie sie in der Einleitung erörtert wurden sind (Relevanzgruppe).
Die Add-ons sind bald hier verfügbar.