University of Konstanz
Graduiertenkolleg / PhD Program
Computer and Information Science

Graduation Talks

title

Leistungfähige Verfahren zur Simulation und Darstellung von Pflanzenkonkurrenz und Umweltfaktoren in der Computergrafik

speaker

Monssef Alsweis, University Konstanz
Konstanz, Germany

date & place

Wednesday, 15.11.2006, 15:15 h
Room C252

abstract

Einen hohen Grad von Realismus bei der Visualisierung von Pflanzenmodellen zu erreichen, ist ein Ziel in der Computergrafik, der ökologischen Simulation und auch der Visualisierung in Landschaftsplanung und Architektur. In meiner Arbeit beschreibe ich unterschiedliche Methoden für die Visualisierung und Simulation von komplexen Pflanzeninteraktionen, indem ich die Entwicklung von Pflanzenpopulationen im Kontext ihrer Umgebung betrachte.

In einer ersten Methode wird die Pflanzenkonkurrenz auf symmetrische und asymmetrische Weise dargestellt.Die symmetrische Konkurrenz ist eine doppelseitige Interaktion zwischen Pflanzen, die asymmetrische Konkurrenz hingegen ist eine einseitige Interaktion. In der zweiten Methode wird die Konkurrenz in eine Untergrund- und Obergrundkonkurrenz unterteilt. Die Obergrundkonkurrenz, hauptsächlich durch den Kampf um Licht, ist hierbei nicht immer asymmetrisch, sondern ja nach der optischen Interaktion symmetrisch am Rand des Einflussbereichs und asymmetrisch im Inneren. Jede Pflanze kann ihre Nachbarpflanzen nun auf neun verschiedene Arten beeinflussen.

Schließlich wird die Untergrund- und Obergrundkonkurrenz erweitert, um zahlreiche spezielle Konkurrenzsituationen zu simulieren. Hierzu zählt die Konkurrenz zwischen verschiedenen Pflanzenwurzelsystemen, zwischen kranken und gesunden Pflanzen oder der Pflanzenkonkurrenz in der Wüste.

Die Modellierung von großen und komplexen Ökosystemen lässt zusätzliche Probleme entstehen, da die Simulationsverfahren viel Rechenzeit benötigen. Um diese Probleme zu lösen, verwende ich Wang-Kacheln, um die Menge der zu berechnenden Pflanzen zu minimieren. Die Methode wurde erweitert, um die obigen Simulationsverfahren effizient auf gekachelten Ökosystemen ablaufen lassen zu können. Zusätzlich wurden verschiedene neue Methoden verwendet, um die Fehler an Kachelrändern und zwischen unterschiedlichen Nährstoffgebieten zu beseitigen.