Lebendige virtuelle Welten

In Computeranimation und virtueller Realität geht es neben optischer Darstellungsqualität auch darum, dynamische Änderungen (Bewegung, Verformung, etc.) realistisch wiederzugeben. Das Buch liefert einen Überblick über die Methoden von Modellierung und Simulation dynamischer Prozesse in virtuellen, computergenerierten Welten. Das umfaßt die Dynamik von Mehrkörpersystemen, kinematischen Strukturen und verformbaren Objekten bis hin zu virtuellen "Lebewesen". Dabei werden neben den technischen Grundkonzepten aktuelle Ansätze aus der Forschung dargestellt.

1. Einführung.- 1.1 Natürliche und virtuelle Welten.- 1.2 Computeranimation.- 1.3 Virtuelle Realität.- 1.4 Gliederung des Inhaltes.- 2. Ein Apfel fällt vom Baum.- 2.1 Die Szene.- 2.2 Die Physik.- 2.3 Die Simulation.- 2.4 Die Visualisierung.- 3. Dynamik starrer Körper.- 3.1 Starre Körper.- 3.2 Zwei Körper.- 3.3 Kollisionserkennung.- 3.4 Gesteuerte Dynamik.- 4. Kinematische Strukturen.- 4.1 Lampe, Arm, Körper.- 4.2 Gelenkverbindungen.- 4.3 Kinematische Ketten.- 4.4 Dynamik.- 4.5 Beispiel: Schreibtischlampe.- 5. Deformierbare Objekte.- 5.1 Deformation.- 5.2 Elastodynamische Modelle.- 5.3 Masse-Feder-System.- 5.4 Partikelsystem.- 5.5 Wasserwellen und -Spritzer.- 6. Virtuelle Lebewesen.- 6.1 Menschen, Tiere und Roboter.- 6.2 Der Körper und das Bewegungssystem.- 6.3 Bewegungsbeschreibung und -simulation.- 6.4 Selbständige Bewegungen.- 6.5 Sensor- Aktuator-Netzwerk.- 6.6 Evolutionsmodell.- 7. Virtuelle Welten.- 7.1 Alles, was dazu gehört.- 7.2 Die Szene.- 7.3 Das Geschehen.- 7.4 Die Modellierung.- 7.5 Simulation und Präsentation.- 8. Beispiele.- 8.1 Blockschieben.- 8.2 Schnee.- 8.3 Schreibtischlampe.- 8.4 Gallenblasenoperation.- 8.5 Wasserwellen und -spritzer.- 8.6 Menschenmodell.- 8.7 Virtuelle Lebewesen.- 8.8 Anwendungsperspektive: virtuelles Prototyping.