Das nun seit 13 Jahren bekannte Radiosityprinzip zur globalen Beleuchtungssimulation virtueller Szenen erfuhr zwar immer wieder Verbesserungen, jedoch erfordert es bis heute zum einen eine intensive Interaktion von Seiten des Benutzers, zum anderen war man sich lange Zeit nicht über die nötigen Parameter zur Aufbereitung der Szene einig.

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den verschiedenen Aspekten, die zu einer Radiositysimulation gehören und stellt ein geschlossenes Konzept für ein Hierarchisches Radiosityverfahren vor, das die Problematiken existierender Verfahren aufdeckt und entsprechende Lösungen anbietet.

Einer der Hauptgründe, warum sich das Radiosityverfahren bis heute nicht als gebräuchliches Instrument zur Beleuchtungssimulation durchsetzen konnte, ist die Vielzahl der miteinander verknüpften Parameter, deren Justierung ein Verständnis der genauen Funktionsweise des Verfahrens voraussetzt. Ein Teil dieser Arbeit widmet sich daher der Automatisierung dieser Parameter, um brauchbare Voreinstellungen für solche Parameter zu liefern, auf die der Benutzer nicht unbedingt Einfluß nehmen muß, sowie Vorschläge und Vorgehensweisen für Parameter anzubieten, für die eine völlige Automatisierung nicht möglich ist.

Die für eine Radiosityberechnung erforderliche Szenenunterteilung in Patches erfolgt i.A. mit Hilfe eines adaptiven Meshingverfahrens und unter Anwendung eines bestimmten Refinementkriteriums. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den genauen Fragen, wann eine Unterteilung tatsächlich erforderlich ist, wobei ein kombiniertes Unterteilungskriterium aufgestellt wird, das zum einen eine bestimmte Fehlerschranke der Simulation garantiert, zum andern jedoch auch durch wahrnehmungsbasierte Aspekte eine Unterteilung in Bereichen verhindert, in denen das vorhandene Mesh bereits von ausreichender Qualität ist.

Schließlich wird ein neues Verfahren zur Sichtbarkeitsbestimmung entwickelt, das nicht auf dem fehlerträchtigen Raycasting basiert und garantiert, daß keine Schattenkanten verpaßt werden.

Das beschriebene Verfahren wurde in das System Genesis2 integriert, wobei die Basierung auf das Hierarchische Radiosity nun konvergierte Lösungen von Beleuchtungssituationen in erträglichem Zeitaufwand zuläßt, während durch die verbesserte Visibilitätsbestimmung im Zusammenspiel mit dem wahrnehmungsbasierten Unterteilungskriterium ein qualitativ hochwertiges Ergebnis bei möglichst geringer resultierender Patchzahl erreicht wird.