Visualization of Planetary Nebulae in Celestia

Visualisierung von planetarischen Nebeln in Celestia
(Visualization of Planetary Nebulae in Celestia)
Prüfer: Prof. Dr. Daniel Weiskopf
Betreuer: Dipl.-Inf. Marco Ament
Beschreibung
Planetarische Nebel gehören zu den interessantesten Objekten im Universum. Sie entstehen in der Nähe von Sternen durch
ionisiertes Gas, wodurch Licht aus unterschiedlichsten Wellenlängenbereichen ausgestrahlt wird. Moderne Teleskope, wie
das Hubble Space Telescope liefern spektakuläre Bilder dieser Nebel (http://hubblesite.org/gallery). Durch die sehr großen
Entfernungen von der Erde können jedoch keine räumlichen Bildinformationen gewonnen werden. Astronomen und
Produzenten von Animationen modellieren daher mit großem Aufwand plausible 3D-Modelle, um die Strukturen dieser
Nebel sichtbar zu machen. Diese 3D-Mesh-Modelle können dann in Astro-Softwarepaketen, wie z.B. Celestia
(http://www.shatters.net/celestia) integriert werden, um unser Universum zu explorieren.
Ziele und Arbeitsprogramm
Für planetarische Nebel existieren automatische Rekonstruktionsverfahren, die die volumetrische Struktur aus einem Bild
berechnen können. Die Visualisierung dieser Modelle kann dann mit direktem Volumenrendering erfolgen. Ziel dieser
Bachelorarbeit ist die Visualisierung von solchen volumetrischen Nebeln mit der OpenSource Software Celestia:
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Bestehende Importiermöglichkeiten von Celestia erweitern für volumetrisches Datenformat
Entwicklung eines erweiterbaren Moduls für direktes Volumenrendering in Celestia
Spezialisierung des allgemeinen Moduls für planetarische Nebel (Emissionsmodell)
Bestehenden Nebel-Renderer von Celestia ersetzen, falls volumetrisches Modell verfügbar
Beschleunigung des Rendering durch GPU mittels OpenGL und GLSL-Shader, um interaktive Frame-Raten zu
erzielen
Vollständige Integration der volumetrischen Modelle in Celestia (Katalog-Eintrag, Navigation, Kamerasteuerung,
Video-Funktion, etc.)
Optional: Automatische lokale Kamerafahrt (z.B. mittels Keyframes und Interpolation) durch einen Nebel
Optional: Speichern/Laden der lokalen Kamerafahrt
Erstellung der Ausarbeitung
Abschluss-Präsentation
Für die Erstellung der Arbeit werden existierende Volumenmodelle zur Verfügung gestellt. Erforderlich sind gute Kenntnisse
in C++ sowie OpenGL.