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Szenengraph-APIs sind objektorientierte Programmierschnittstellen zur Realisierung interaktiver 3D-Graphik- Anwendungen. Im Gegensatz zur Low-Level-Graphik-Programmierung mit OpenGL, bei der für jedes generierte Bild alle Graphikprimitive explizit gezeichnet werden, wird hier eine Szene abstrakter beschrieben, indem Geometrien, Materialien, Transformationen, Lichtquellen, etc. in einem Graphen angeordnet werden, der dann bei der Bildsynthese automatisch traversiert wird. Szenengraphen erleichtern die Implementierung von graphischen Interaktionen wie Picking und ermöglichen Optimierungen wie Culling oder Parallelisierung. Sie sind damit unverzichtbare Grundlage für viele Anwendungen aus Visualisierung und Virtual Reality. [VRST03]

Bild 1: Beispiel von ein einfachen Szenengraph
Quelle : www-cui.darmstadt.gmd.de/visit/People/klement/

Der Szenengraph in Bild 1 beschreibt einen Kegel und relativ zu dessen Position einen texturierten Würfel. Der Berechnungsprozess startet in der Baumwurzel. Der Baum wird zunächst von oben nach unten, dann von links nach rechts durchlaufen. Zuerst wird somit der linke Verschiebungs-Knoten (durch einen Pfeil gekennzeichnet ) aufgerufen. Dieser verschiebt die aktuelle Zeichenposition vom Ursprung nach rechts oben. Danach wird der Knoten mit dem Kegel aufgerufen. Zuletzt wird die Zeichenposition nach unten verschoben, ein Eigenschaftsknoten veranlasst das Zeichnen des folgenden Objekts unter Verwendung einer Textur. Zuletzt ist der Würfel angegeben. [UNMU03]

Bekannte Szenegraph-APIs wie OpenInventor, Iris Performer, VRML, Java3D sind teilweise schon konzeptuell veraltet, nur auf wenigen Plattformen verfügbar oder nicht leistungsfähig genug. Aus diesem Grund warten die Entwickler von High-End-Graphikanwendungen schon seit Jahren auf immer wieder neu angekündigte aber dann leider doch nicht realisierte Produkte (z.B. Fahrenheit von Silicon Graphics und Microsoft). Um aus dieser Situation einen Ausweg zu bieten, wird auf Initiative des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung ein neues Szenengraph-API OpenSG als Open-Source-Software entwickelt. [VRST03]

Das Bild 2 gibt einen Überblick über verschiedene Graphik-APIs und ihre Beziehung zueinander. OpenGL ist eine Low-Level-Graphikbibliothek, die auf verschiedenen Betriebssystemen verfügbar ist.

Darüber befinden sich verschiedene High-Level-Graphikbibliotheken, die die darzustellende Szene in Form eines gerichteten, azyklischen Graphen, dem Szenengraphen, speichern. [VRST03]

Hier können Sie nun einen eigenen Szenengraph erstellen:

Animation: Szenengraph

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