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Real-Time Rendering of Eclipses without Incorporation of Atmospheric Effects

Schneegans, Simon und Gilg, Jonas und Ahlers, Volker und Gerndt, Andreas (2023) Real-Time Rendering of Eclipses without Incorporation of Atmospheric Effects. Computer Graphics Forum, 41 (7), Seiten 279-289. Wiley-Blackwell. doi: 10.1111/cgf.14676. ISSN 0167-7055.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
29MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cgf.14676

Kurzfassung

In this paper, we present a novel approach for real-time rendering of soft eclipse shadows cast by spherical, atmosphereless bodies. While this problem may seem simple at first, it is complicated by several factors. First, the extreme scale differences and huge mutual distances of the involved celestial bodies cause rendering artifacts in practice. Second, the surface of the Sun does not emit light evenly in all directions (an effect which is known as limb darkening). This makes it impossible to model the Sun as a uniform spherical light source. Finally, our intended applications include real-time rendering of solar eclipses in virtual reality, which require very high frame rates. As a solution to these problems, we precompute the amount of shadowing into an eclipse shadow map, which is parametrized so that it is independent of the position and size of the occluder. Hence, a single shadow map can be used for all spherical occluders in the Solar System. We assess the errors introduced by various simplifications and compare multiple approaches in terms of performance and precision. Last but not least, we compare our approaches to the state-of-the-art and to reference images. The implementation has been published under the MIT license.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189945/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Real-Time Rendering of Eclipses without Incorporation of Atmospheric Effects
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schneegans, SimonSimon.Schneegans (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1847-4135NICHT SPEZIFIZIERT
Gilg, JonasJonas.Gilg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9130-0778140398917
Ahlers, VolkerUniversity of Applied Sciences and Arts, Hannoverhttps://orcid.org/0000-0003-2307-6553NICHT SPEZIFIZIERT
Gerndt, AndreasAndreas.Gerndt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0409-8573NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 März 2023
Erschienen in:Computer Graphics Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:41
DOI:10.1111/cgf.14676
Seitenbereich:Seiten 279-289
Verlag:Wiley-Blackwell
ISSN:0167-7055
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Real-time simulation, natural phenomena, eclipses
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Hinterlegt von: Schneegans, Simon
Hinterlegt am:14 Aug 2023 10:59
Letzte Änderung:29 Nov 2023 15:09

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