Visualisierung vierdimensionaler Raumzeiten

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dc.contributor.advisor Ruder, Hanns de_DE
dc.contributor.author Weiskopf, Daniel de_DE
dc.date.accessioned 2001-04-11 de_DE
dc.date.accessioned 2014-03-18T10:08:51Z
dc.date.available 2001-04-11 de_DE
dc.date.available 2014-03-18T10:08:51Z
dc.date.issued 2001 de_DE
dc.identifier.other 090966953 de_DE
dc.identifier.uri http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-opus-2400 de_DE
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10900/48159
dc.description.abstract Dokument1.pdf enthält den Text dieser Arbeit, Dokument2.html verweist auf elektronische Filme. In dieser Arbeit werden neue und verbesserte Methoden zur Visualisierung vierdimensionaler Raumzeiten dargestellt. Der erste Teil behandelt die flache Raumzeit der speziellen Relativitätstheorie. Fragestellungen, die sich auf Beleuchtung, Farbsehen, Transformation von Eigenschaften des Lichts und die Kinematik beschleunigter Körper beziehen, werden diskutiert. Es wird gezeigt, wie relativistische Beleuchtungseffekte in bekannten Darstellungsverfahren berücksichtigt werden können. Relativistisches Radiosity und textur- und bildbasiertes relativistisches Rendering werden als neue Darstellungsmethoden vorgestellt. Interaktive virtuelle Umgebungen zur Erkundung der speziellen Relativitätstheorie werden beschrieben, einschließlich der Relativistic-Vehicle-Control-Metapher zur Navigation bei hohen Geschwindigkeiten. Der zweite Teil dieser Arbeit behandelt gekrümmte vierdimensionale Raumzeiten der allgemeinen Relativitätstheorie. Durch nichtlineares Raytracing wird die visuelle Wahrnehmung eines Beobachters in einer allgemeinrelativistischen Umgebung visualisiert. Es werden Erweiterungen des Raytracings in einer einzelnen Karte vorgeschlagen, um das differentialgeometrische Konzept eines Atlanten zu implementieren. Zudem wird gezeigt, wie die Visualisierung von Gravitationslinsen innerhalb eines Raytracing-Systems berücksichtigt werden kann. Der Caustic Finder wird eingeführt als eine numerische Methode zur Bestimmung der zweidimensionalen Kaustiken einer Gravitationslinse. Die innere Geometrie von zweidimensionalen räumlichen Hyperflächen kann durch isometrische Einbettung in den dreidimensionalen euklidschen Raum visualisiert werden. Eine Methode zur Einbettung von Flächen mit sphärischer Topologie wird beschrieben. Schließlich wird ein Algorithmus zur adaptiven Triangulierung von Höhenfeldern als eine spezielle Anwendung in der klassischen Visualisierung vorgestellt. de_DE
dc.description.abstract Dokument1.pdf contains this text of the thesis, Dokument2.html is an index to accompanying electronic videos. In this thesis, new and improved methods for the visualization of four-dimensional spacetimes are presented. The first part of this thesis deals with the flat spacetime of special relativity. Issues of illumination, color vision, transformation of properties of light, and the kinematics of accelerating bodies are discussed. It is shown how relativistic effects on illumination can be included in well-known rendering techniques. Relativistic radiosity, texture-based relativistic rendering, and image-based relativistic rendering are proposed as new rendering methods. Interactive virtual environments for the exploration of special relativity are introduced, including the relativistic-vehicle-control metaphor for navigating at high velocities. The second part of the thesis deals with curved four-dimensional spacetimes of general relativity. Direct visualization of what an observer would see in a general relativistic setting is achieved by means of non-linear ray tracing. Extensions to single-chart general relativistic ray tracing are proposed to incorporate the differential-geometric concept of an atlas. Furthermore, it is shown how the visualization of gravitational lensing can be included in a ray tracing system. The caustic finder is proposed as a numerical method to identify two-dimensional caustic structures induced by a gravitational lens. The inner geometry of two-dimensional spatial hypersurfaces can be visualized by isometric embedding in three-dimensional Euclidean space. A method is described which can embed surfaces of spherical topology. Finally, an algorithm for the adaptive triangulation of height fields is presented as a specific application in classical visualization. en
dc.language.iso de de_DE
dc.publisher Universität Tübingen de_DE
dc.rights ubt-podno de_DE
dc.rights.uri http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=de de_DE
dc.rights.uri http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=en en
dc.subject.classification Allgemeine Relativitätstheorie , Spezielle Relativitätstheorie , Visualisierung , Computergraphik , Computersimulation. de_DE
dc.subject.ddc 530 de_DE
dc.subject.other Allgemeine Relativitätstheorie , Spezielle Relativitätstheorie , Visualisierung , Computergraphik , Computersimulation. de_DE
dc.subject.other General relativity , special relativity , visualization , computer graphics , computer simulation. en
dc.title Visualisierung vierdimensionaler Raumzeiten de_DE
dc.title Visualization of Four-Dimensional Spacetimes en
dc.type PhDThesis de_DE
dc.date.updated 2005-02-16 de_DE
dcterms.dateAccepted 2001-02-16 de_DE
utue.publikation.fachbereich Sonstige - Mathematik und Physik de_DE
utue.publikation.fakultaet 7 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät de_DE
dcterms.DCMIType Text de_DE
utue.publikation.typ doctoralThesis de_DE
utue.opus.id 240 de_DE
thesis.grantor 12/13 Fakultät für Mathematik und Physik de_DE

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