Water Rendering: Das Projected-Grid-Konzept

Spiele wie Far Cry oder Half Life 2 setzten neue Maßstäbe im Bereich der Wasserdarstellung, denn zum ersten Mal konnten Spiegelungen auf der Wasseroberfläche (Reflection Mapping) und Brechungseffekte (Refraction Mapping) an der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser nicht zuletzt dank der Verwendung der immer populärer werdenden Shader-Programme in Echtzeit berechnet werden. Diese beeindruckenden Resultate konnten jedoch nicht über eine entscheidende Tatsache hinweg täuschen – die Wasseroberfläche war nach wie vor flach. Echte dreidimensionale Wellenbewegungen suchte man vergebens.

Einen möglichen Lösungsansatz für die Simulation von dreidimensionalen Wasserflächen bietet das so genannte Projected-Grid-Konzept. Vereinfacht ausgedrückt projiziert man bei dieser Technik die Wasseroberfläche auf ein im Projektionsraum (Bildraum, Screen Space) definiertes uniformes Vertex-Gitter. Durch Animation der einzelnen Vertices ergeben sich dann die gewünschten Wellenbewegungen.

In aller Ausführlichkeit wird dieses Konzept von Claes Johanson im Rahmen seiner 42-seitigen Master Thesis (Real-Time water rendering: Introducing the projected grid concept) beschrieben (March 2004, Lund University).

Sowohl die Master Thesis als auch das zugehörige Programmbeispiel lassen sich von folgenden Adressen herunterladen:

Master Thesis:

http://fileadmin.cs.lth.se/graphics/theses/projects/projgrid/projgrid-hq.pdf

Programmbeispiel:

http://fileadmin.cs.lth.se/graphics/theses/projects/projgrid/projgriddemo.zip