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BeschreibungZur dreidimensionalen graphischen Darstellung von Mehrkörpersystemen (MKS) und Partikelsystemen werden gewöhnlich OpenGL basierte Graphikprogramme verwendet. Diese sind aufgrund ihrer Echtzeitfähigen Bilderzeugung hervorragend zur Auswertung von großen Datensätzen geeignet. Ein dynamisches Verschieben des Kameraauges durch Drehen und Zoomen erlaubt hierbei eine intuitive Anpassung der Perspektive.Ein Nachteil von OpenGL-basierter Visualisierung ist das gänzliche Fehlen von Schatten. Bei komplexen Geometrien reicht häufig die Schattierung von Flächen nicht aus um die räumliche Lage der Körper korrekt erfassen zu können. Jedoch sind Schatten für das menschliche Auge eine große Hilfe bei der Tiefenwahrnehmung. Liegt ein Körper zwischen einer Lichtquelle und einem anderen Körper, so wirft er einen Schatten auf diesen. Das menschliche Hirn kann mit Hilfe der Schatten sehr schnell intuitiv die gegenseitige räumliche Lage der beiden Körper erfassen. Ein Verfahren zur erzeugen von realistischen Bildern ist das sog. Raytracing. Hierbei werden vom Kameraauge ausgehend Sichtstrahlen auf die dargestellte Szene geworfen, die an Oberflächen reflektiert und gebrochen werden. Auf diesem Weg entstehen sehr realistische Oberflächeneindrücke. Das Verfahren erlaubt es auch Schatten zu berücksichtigen. Zur Visualisierung von Simulationsdaten aus Mehrkörpersystemsimulationen und Partikelsimulationen müssen neben der Geometrie die Positionen und Verdrehungen der Körper und Partikel als zeitabhängige Daten in ein Raytracing Programm eingelesen werden. Nach dem Festlegen der Kameraposition und der Lage von Lichtquellen können Bilder der Szene erzeugt ("gerendert") werden. Graphische Effekte wie Motion Blur, bei dem die Informationen mehrerer Zeitschritte zu einem Bild vereint werden, können zu einer zusätzlichen Verstärkung des visuellen Eindrucks eingesetzt werden. Zum Raytracing von Mehrkörpersystemen wurde von Frank Nägele am Institut für Technische und Numerische Mechanik ein Pythonprogramm erstellt, das auf dem Raytracingprogramm Blender basiert. Dieses erlaubt es dem Benutzer MKS- und Partikelsimulationsdaten im Datenformat des ITM-eigenen Visualisierungsprograms Anim einzulesen und nahezu automatisch in Raytracing-Bilder und -Filme umzuwandeln. Einige Beispiele für Bilder und Filme, die mit dem Programm anim2blender von Frank Nägele erzeugt wurden sind untenstehend abgebildet. 
MKS Modell eines fiktiven Jahrmarktfahrgeschäfts mit einem flexiblen zylindrischen Körper in der Mitte. Die Bilder wurden mit von links nach rechts zunehmend starkem Motion Blur erzeugt. Modellerzeugung und Simulation: Lars Kübler im Rahmen seiner Dissertation (avi-Video, DivX5.2.0).
Eingiessen von Granulat in eine trompetenförmige Fördereinheit. Modelleerzeugung und Simulation: Florian Fleissner (avi-Video, DivX5.2.). 
Die gleiche Szene nochmal mit verschieden starkem Motion Blur. Ansprechpartner |
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