4.3 Filmentstehung

 

4.3.1 Frameerzeugung

Wie bereits oben erwähnt wurden die Einzelbilder der Animation mit IDL erzeugt. Die Bildgröße wurde mit 780x550 Pixel so gewählt, daß die Animation auf einem Bildschirm mit der Auflösung 800x600 abgespielt werden kann. Die Differenz zwischen Bildformat und Monitorauflösung ermöglicht es, daß sämtliche Elemente des Animationsplayers während des abspielens sichtbar und verfügbar sind.

Weiters ermöglicht diese Bildgröße, daß die gesamte Animation (300MB) auf einer CD Platz findet und der Datendurchsatz 20MB pro Minute beziehungsweise 320kB pro Sekunde von einfachen (2-fach) CD-Laufwerken bewerkstelligt werden kann. Die Animation zusammen mit dem Soundtrack, der weitere 150MB belegt, kann mit 4-fach Laufwerken problemlos transferiert werden.

Die eigentliche Herausforderung wird an die Graphikkarte gestellt, da 24 komplette Bildaufbauten einfachere PCs zeitweise überfordern. Kritisch sind in diesem Fall vor allem in jene Teilen, in denen jedes Bild eine eigene Farbtabelle besitzt.

 

4.3.2 Die Farbe von Objekten

Die verwendete IDL Version gibt eine maximale Farbzahl von 256 vor. Allerdings ist die verwendbare Anzahl um jene 16 Farben geringer die sich das Betriebssystem für die Oberfläche vorbehält. Effektiv stehen daher nur 240 Farben zur Verfügung.

Diese Farbbeschränkung ist ein entscheidender Nachteil bei der Darstellung mehrere verschiedener eingefärbter Oberflächen. Das menschliche Sehsystem empfindet zwar Flächen mit 16 Farben (wie eine Windowsoberfläche) schon als bunt, bei Farbabstufungen jedoch ist es wesentlich empfindsamer und es werden sehr rasch Strukturen gesucht und erkannt. Vor allem bei der Darstellung von sphärischen Körpern kommt es sehr rasch zum Zwiebelscheibeneffekt. Bei solchen Körpern gilt für die Darstellung am PC Bildschirm die Faustregel: Anzahl der notwendigen Farben = Radius des Objekts in Pixel

bzw. die maximale Größe eines Objekts kann wie folgt bestimmt werden::

Maximale Größe des Objekts = 2 * Anzahl der Verfügbaren Farben

 

4.3.3 Verwendete Fileformate:

Das Bitmap-Format (Bmp): Die Einzelbilder werden als unkomprimierte, farbcodierte Bitmaps ausgeschrieben. Darunter versteht man eine Byte-Matrix zusammen mit einer Farbtabelle und einem Header, der grundlegende Eigenschaften wie Matrixgroesse, Farbtiefe,... enthält . Die Matrix hat die Dimension des fertigen Bildes, sie ist besetzt mit Werten zwischen 0 und 255 bzw. laut den obigen Ausführungen mit Werten zwischen 0 und 239. Jeder dieser Werte ist ein Farbwert. Dieser Farbwert wird durch den Farbtabelle beschrieben. Die Farbtabelle besteht aus drei Farbkomponenten: Rot, Grün, Blau. Jede dieser Farbkomponenten besitzt wieder 256 (240) Eintragungen. Steht zum Beispiel an einer Position der Matrix der Wert 123, so bedeutet dies, daß sich der Farbwert aus der 124sten Eintragung der 3 Farbkomponenten zusammensetzt. Für das Bitmap-Format existieren eine Reihe von Komprimierungsverfahren, die jedoch hier nicht zum Einsatz gekommen sind, da die IDL-Routine diese nicht zur Verfügung stellt.

Da die über 180000 erzeugten Bitmaps sehr viel Speicherplatz benötigen (7500MB) und sich auch nicht besonders gut zum Abspielen eigenen, wurden sie ins FLIC-Format übertragen. Das FLIC-Format ist das klassische Format für Computeranimationen. Das FLIC-Format ist ähnlich dem Bitmap-Format aufgebaut. Am Anfang steht ebenfalls ein Header, indem Informationen wie die Anzahl der Bilder, Datum,... enthält.

Die Kompressionsalgorithmus besteht im wesentlichen aus 2 Komponenten. Die erste Komponente ist eine Unterscheidung der einzelnen Bilder in Keyframes und Deltaframes. Die zweite Komponente ist eine direkte Kompression der Bilder.

Keyframes sind Hauptbilder, die vollständig beschrieben werden. In den Deltaframes wird nur der Unterschied zum vorangegangenen Keyframe beschrieben. Key- und Deltaframes können mit verschiedenen Verfahren komprimiert werden.

Für die Animation wurde nur das Run-Length-Encoding (RLE) verwendet. Beim RLE wird beschrieben wieviel gleiche Werte unmittelbar aufeinander in einer Zeile folgen beziehungsweise wieviel ungleiche. Diese Verfahren eignet sich besonders für Bilder die größere zusammenhängende Teile gleicher Farbe aufweisen, wie sie eben in der Animation vorkommen.

Der Kompressionsfaktor liegt in unserem Fall in der Größenordnung von 25. Dies gewährleistet bereits, daß die gesamte Animation auf einer CD abgespeichert werden kann.

 

4.3.4 Routinen und Daten:

Die Computeranimation gliedert sich in 5 Teile:

  1. Einführung
  2. Grundlegende Eigenschaften
  3. m-splitting
  4. Beobachtungschronologie von FG Virginis
  5. Pulsationsmoden und Oberfläche von FG Virginis

Für jeden dieser Teile wurden eine Reihe von Prozeduren und Subroutinen entwickelt, die jeweils die Bilder berechnen und Abspeichern. Die Auflistung und Beschreibung sämtlicher Routinen würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen, und so sei im folgenden nur eine kurze tabellierte Übersicht gegeben:

Teil

Routinen

Sub-routinen

zusätzl. Grafiken

Dateien

Einel-bilder

je 412 kB

Daten-menge [MB]

Länge

[m:s.s]

1

19

6

234

5

3.424

55.0

2:51.20

2

16

1

193

1

3.730

87.5

3:06.50

3

19

1

663

1

2.607

68.8

2:10.25

4

14

3

0

4

3.952

22.8

3:17.60

5

10

1

3193

4

4.521

57.5

3:46.05

Gesamt

78

12

4283

15

18.234

291.9

15:12

Tabelle x: Übersicht über nie notwendigen IDL-Routinen, zusätzlichen Resourcen und deren Datenprodukte.