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Prüfungsprotokoll InCG 2016 (September) - 5 ECTS

Allgemeines

Prüfer: Prof. Stamminger

Dauer: 30 min

Note: 1.0

Atmosphäre: Sehr entspannt und angenehm.

Ausschließlich Prof. Stamminger stellt Fragen, die Beisitzerin schreibt nur das Prüfungsprotokoll.

Die Fragen sind im Allgemeinen gut gestellt, wenn etwas unklar ist oder er merkt, dass etwas unklar ist, formuliert er die Frage um oder gibt leichte Hinweise, in welche Richtung er die Antwort erwartet.

Fragen

Deferred Shading

Was ist Deferred Shading?
Erklaeren, Geometry Pass von Shading Pass trennen, grosses Quad rendern

Ist das immer schneller?
Nein, zusaetzlicher Aufwand fuer Texturen, rendern

Wie optimiert man das mit mehr Lichtquellen?
Bounding Volumes rendern, nur dort wo getroffen wird, mit Stencil Culling weiter optimierbar [wollte er aber nicht weiter erklaert haben]

Depth of Field

Was ist Depth of Field?
Erklaeren, echte Kameras vs Rendering, dass es mit Pinhole erstmal nicht möglich ist

Was ist der Circle of Confusion?
Er malt eine Focus Ebene, Kamera und Linse ergaenzen und einzeichnen

Wie macht man das in der Computergrafik?
Moeglichkeiten aufgezaehlt, Splatting, A-Buffer, Image postprocessing

Wie funktioniert Splatting?
Erklaeren, pro Pixel Splats abhaengig vom CoF gross rendern, sortieren, blenden

Warum sortieren?
Alpha Blending nicht kommutativ, fuer korrektes Bild sortieren

Wie sind die Ergebnisse und Performance?
Ergebnisse sehr gut, aber pro Pixel Splat sehr aufwaendig, nicht wirklich interaktiv

Wie macht man das mit dem Simple Image Post Processing?
Erklaeren, Filtergroesse abhaengig von DoF

Wie sind da die Ergebnisse?
Mit normalem Filter nicht so gut, Intensity Leakage erklaeren

Wie optimiert man das?
Biliterale Filter, erklaeren, Unterschied zu normalem Filter erklaeren

Ist das ein perfektes Ergebnis?
Annaehrend an Splatting, aber Hard Silhouettes fehlen, diese erklaert

Shadows

Erklaere Shadow Maps!
Bild gemalt, Shadow Map pass erklaert, danach Renderpass erklaert und was man macht, mit Beispielen von Punkt der im Schatten und im Licht liegt

Welche Tiefe nutzen sie zum nachschauen, die von der normalen Kamera zum Punkt?
Nein, Rueck- und Hintransformation erklaert, Abstand zur Shadow Kamera

Wenn wir jetzt eine Punktlichtquelle haben, welche Kamera und wie muss man die Szene da beleuchten?
Mehrere Richtungen, wie bei Cube Environment Maps

Und bei parallelem Licht?
Orthografische Kamera

Wir haben eine sehr grosse Szene und paralleles Licht. Was passiert da?
Aliasing, wir sehen die Aufloesung der Shadow Map

Das heisst, wir koennen keine grossen Szenen mit Shadow Maps realisieren?
Doch, aber man muss sich da etwas ueberlegen, Adaptiving Texture Resolution, Shadow Map Interpolation, Shadow Map Filtering mit entsprechenden Untervarianten

Cascaded Shadow Maps, was ist die Idee und wie funktioniert es?
Erklaert, mit Bild dass aufgeteilt wird

Welches Problem sieht der geuebte Betrachter?
Kanten an den Nahtstellen, behebbar durch etwas groessere Shadow Maps und Interpolation an den Nahtstellen.

Gut, das mit der Interpolation, wie funktioniert das?
Problem mit normaler Interpolation erklaert, PCF und Unterschied erklaert

Was ist das Problem an PCF?
Jeden Pixel einzeln und Umgebung betrachten, nicht interaktiv fuer grosse Filtergroessen

Jetzt gibt es auch in Filmen PCF mit grossen Filtern, jetzt kommen wir zum Filtering. Wie funktionieren Variance Shadow Maps?
Erklaert, x und x^2 abspeichern, mit Mipmapping erstes und zweites Moment berechnen, von dort aus den Erwartungswert und Varianz als Approximation der Verteilung, dann daraus mit Ungleichung ungefaehren PCF-value berechnen, was ungefaehren Anteil von Werten unter dem Tiefenwert entspricht.

Und welche Annahmen trifft das Verfahren, dass aber so vielleicht nicht haltbar ist?
Nimmt an, dass es Normalverteilt ist, Gegenbeispiel gezeigt

Wie funktionierten Convolution Shadow Maps?
Eigentliche Faltung mit Formel gezeigt, dann Faltung von PCF an Formel, und dass sie nicht gleich sind weil Tiefentest nicht linear. Dann Linearisierung des Tiefentests gezeicht, Fourier Transformation, und erklaert, dass ein Anteil nur von Shadow Map abhaengt, und somit abgespeichert und gefiltert werden kann

Was ist der Nachteil an diesem Verfahren?
Mehr Aufwand zum Abspeichern

Ist das Ergebnis perfekt?
Nein, keine echten Softshadows, Hardening at contact fehlt