The main goal of this project was to familiarize readers with the techniques used in real-time animation of 3D characters. This work is focused on two types of animation: keyframe animation and skeletal animation. There are described algorithms for software and hardware accelerated model deformations, keyframe interpolations, animation blending, inverse kinematics and ragdoll. The result of this project is a framework, which consists of an animation library, examples demonstrating library functions and tools for export animations from 3D Studio Max and MilkShape 3D.

This work deals with the phenomenon of graphic intros, a digital graffiti of the modern age. The focus is put on size restricted animation of size of the executable file lower than 64 kilobytes. It reveals the main techniques used. Finally, interesting aspects and experiences that came up are discussed, as well as the conclusion and future work proposal.

The paper describes a theoretical base and realization of realistic volumetric clouds visualization in an environment of real-time simulator. The first part is concerned with a meteorological background of this problem. I show international classification of ten basic cloud types including a short description and cases of occurence. The following part is concerned with an interaction between cloudiness and simulation core, which is based on the fact, that each cloud acts as a mechanical or an electromagnetic obstacle. This should be considered on some way in simulation. The next part describes technologies and practical implementations of visualization and evaluates their characteristics. Finally, the last chapter describes my implementation and tries to outline project advancement.

This work makes basic analysis of historical and current algorithms for smoke animation. Modern approaches to rendering volumetric data are briefly described. We choose algorithms for implementation on basis of this analysis. These algorithms are described in detail and we make emphasis on their important properties according to dedication of this work. Detailed description of implementation follows along with performance measurement. Conclusion evaluates results of work and proposes possible extensions.

Virtuelle Realität (VR) wird seit Jahrzehnten in Industrie und Forschung sowie im Unterhaltungssektor genutzt. Dabei sind die verwendeten VR-Systeme meist nur auf einen Nutzer ausgelegt, wodurch es für andere Betrachter zu perspektivischen Verzerrungen kommt. Um mehreren Personen ein visuell gleichberechtigtes Nutzen des VR-Systems zu ermöglichen, muss jedem Nutzer eine individuelle Perspektive vermittelt werden. Es wird ein Klassifikationsschema vorgestellt, anhand dessen für verschiedene Interaktionsszenarien Anforderungen für eine derartige Hardwareumsetzung ableitbar sind. Um ausgewählte Aspekte der Mehrbenutzerinteraktionen zu untersuchen, wurde eine Prototypenplattform erstellt, mit der eine vielfältige Palette von Interaktionsszenarien für zwei Nutzer umgesetzt werden kann. Eine parallel zu dieser Arbeit entstandene mehrbenutzerfähige Powerwall und eine Erweiterung dieser zu einer L-Bench wurden genutzt, um mit zwei Studien ausgewählte Aspekte der Interaktion mehrerer Benutzer in VR empirisch zu untersuchen. Dazu wurden zwei Anwendungen kreiert: ein Puzzlespiel, welches eine Informationsasymmetrie zwischen den Nutzern simuliert, sowie ein Objekteinpassungsspiel, welches die Interaktion um eine körperliche Komponente erweitert. Mit diesen wurde untersucht, welche Sichtwechselmetapher zur Auflösung der Asymmetrie am besten geeignet ist.

Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist die Entwicklung von Kalibrierverfahren und Algorithmen zur Bildverarbeitung im Kontext von Multiprojektorsystemen mit dem Ziel, die Einsatzmöglichkeiten von derartigen Anlagen zu erweitern und die Nutzerakzeptanz solcher Systeme zu steigern. Die Arbeit konzentriert sich dabei insbesondere auf (annähernd) planare Mehrsegment-Projektionsanlagen, die aus preisgünstigen, nicht speziell für den Visualisierungbereich konzipierten Consumer- und Office-Projektoren aufgebaut werden. Im ersten Teil der Arbeit werden bestehende Verfahren zur geometrischen Kalibrierung, zum Edge-Blending sowie zur Helligkeits- und Farbanpassung auf ihre Eignung im Hinblick auf die Anforderungen untersucht und Erweiterungen entwickelt. Für die kamerabasierte Geometrie- Kalibrierung wird mit Lininenpattern gearbeitet, wobei ein effizienter rekursiver Algorithmus zur Berechnung der Schnittpunkte bei leicht gekrümmten Oberflächen vorgestellt wird. Für das Edge-Blending wird ein generalisiertes Modell entwickelt, das mehrere bestehende Ansätze kombiniert und erweitert. Die vorgenommene Modifikation der Distanzfunktion erlaubt insbesondere die bessere Steuerung des Helligkeitsverlaufs und ermöglicht weichere Übergänge an den Grenzen der Überlappungszonen. Es wird weiterhin gezeigt, dass das Edge-Blending mit bestehenden Ansätzen zum Ausgleich der Helligkeitsunterschiede wie Luminance Attenutation Maps kombiniert werden kann. Für die photometrische Kalibrierung ist die Kenntnis der Farb-Transferfunktion, also der Abbildung der Eingabe-Farbwerte auf die tatsächlich vom Projektor erzeugten Ausgaben, unerlässlich. Die herkömmlichen Ansätze betrachten dabei vorwiegend RGB-Projektoren, bei denen die dreidimensionale Transferfunktion in drei eindimensionale Funktionen für jeden Farbkanal zerlegt werden kann. Diese Annahme trifft jedoch auf die betrachteten Projektoren meist nicht zu. Insbesondere DLP-Projektoren mit Farbrad verfügen oft über zusätzliche Grundfarben, so dass der Farbraum deutlich von einem idealen RGB-Modell abweicht. In dieser Arbeit wird zunächst ein empirisches Modell einer Transferfunktion vorgestellt, das sich für derartige Projektoren besser eignet, allerdings die Helligkeit der Projektoren nicht vollständig ausnutzt. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein kamerabasiertes Messverfahren entwickelt, mit dem direkt die dreidimensionale Farb-Transferfunktion ermittelt werden kann. Gegenüber bestehenden Verfahren werden tausende von Farbsamples gleichzeitig erfasst, so dass die erreichbare Sampledichte unter praxisrelevanten Messbedingungen von 17x17x17 auf 64x64x64 erhöht und damit die Qualität der photometrischen Kalibrierung signifikant gesteigert werden kann. Weiterhin wird ein Schnellverfahren entwickelt, dass die Messungsdauer bei 17x17x17 Samples von mehreren Stunden mit bisherigen Verfahren auf weniger als 30 Minuten reduziert. Im dritten Teil werden Algorithmen zur effizienten Bildverarbeitung entwickelt, die der GPU-basierten Anwendung der Kalibrierparameter auf die darzustellenden Bilddaten in Echtzeit dienen. Dabei werden die Möglichkeiten zur Vermeidung redundanter Berechnungsschritte beim Einsatz Stereoskopie-fähiger Projektoren ausgenutzt. Weiterhin wird das eigentliche Kalibrierverfahren effizient mit Verfahren zur Konvertierung von stereoskopischen Bildverfahren kombiniert. Es wird gezeigt, dass ein einzelner PC aus Standardkomponenten zur Ansteuerung einer Mehrsegment-Projektionsanlage mit bis zu 6 Projektoren ausreicht. Die Verwendung von DVI-Capture-Karten ermöglicht dabei den Betrieb einer solchen Anlage wie einen "großen Monitor" für beliebige Applikationen und Betriebssysteme.

This thesis deals with the techniques of global illumination of the scene. The theoretical part discusses various techniques, focusing on processing in real-time using various optimization methods. It focuses to the technology of photon splatting using view sample cluster hierarchy. The main part is analysis, implenetation and measurement of mentioned method.

Task of this thesis is creation of real-time simulation of the water waves. It is implemented on Mac OS X platform using OpenGL. This thesis is based on height map surface. Heigh map is computed by suming of sinusoids with complex, time-based amplitudes. Fast Fourier transformation, Phillips spectrum and gauss random generator are used to solve this problem. The thesis is also implemented on iOS platform and optimized to run on mobile devices thanks to using programmable graphic pipeline and other drawing and computing optimizations.

Main goal of this master´s thesis is to propose and implement improvements to an original purely raster version of Flame Painter editor. An enhancement of the undo/redo system with emphasise to its functionality and memory requirements has been implemented. Moreover, the editor was extended by adding an ability to edit brush strokes using vector primitives which effectively assist the user in future stroke editing. This project was created in cooperation with employees of the Escape Motions Company.

The document describes developing graphical application with limited size. It describes suitable techniques for a polygonal mesh's compression. The second part is focused on practical usage of this techniques for developing scene in 3D modeling environment and also describes how to transfer this model to the executable file. The work attends to optimalizations of source code compilation and executables compression at the final chapters.