In this thesis, I present a framework for physical simulation and visualization of deformable volumetric bodies in real time. Based on the implicit finite element method a multigrid approach for the efficient numerical simulation of elastic materials has been developed. Due to the optimized implementation of the multigrid scheme, 200,000 elements can be simulated at a rate of 10 time steps per second. The approach enables realistic and numerically stable simulation of bodies that are described by tetrahedral or hexahedral grids. It can efficiently simulate heterogeneous bodies---i.e., bodies that are composed of material with varying stiffness---and includes linear as well as non-linear material laws. To visualize deformable bodies, a novel rendering method has been developed on programmable graphics hardware. It includes the efficient rendering of surfaces as well as interior volumetric structures. Both the physical simulation framework and the rendering approach have been integrated into a single simulation support system. Thereby, available communication bandwidths have been efficiently exploited. To enable the use of the system in practical applications, a novel approach for collision detection has been included. This approach allows one to handle geometries that are deformed on the graphical subsystem.     «

In this thesis, I present a framework for physical simulation and visualization of deformable volumetric bodies in real time. Based on the implicit finite element method a multigrid approach for the efficient numerical simulation of elastic materials has been developed. Due to the optimized implementation of the multigrid scheme, 200,000 elements can be simulated at a rate of 10 time steps per second. The approach enables realistic and numerically stable simulation of bodies that are described...     »

In dieser Arbeit präsentiere ich ein Framework für die physikalische Simulation und Visualisierung von deformierbaren volumetrischen Körpern in Echtzeit. Basierend auf der Methode der impliziten finiten Elemente wurde ein Mehrgitteransatz zur effizienten numerischen Simulation elastischer Materialien entwickelt. Durch die optimierte Implementierung des Mehrgitterverfahrens können 200.000 Elemente mit einer Rate von 10 Zeitschritten pro Sekunden simuliert werden. Der Ansatz ermöglicht die Simulation von heterogenen Körpern und berücksichtigt lineare sowie nicht-lineare Materialgesetze. Das Simulationssystem wurde um eine neuartige Rendering Methode zur Visualisierung deformierbarer Körper - einschließlich interner volumetrischer Strukturen - auf programmierbarer Graphikhardware erweitert. Ein neuer Ansatz zur Kollisionserkennung ermöglicht die Handhabung von Gittern, die auf dem grafischen Subsystem deformiert werden.      «

In dieser Arbeit präsentiere ich ein Framework für die physikalische Simulation und Visualisierung von deformierbaren volumetrischen Körpern in Echtzeit. Basierend auf der Methode der impliziten finiten Elemente wurde ein Mehrgitteransatz zur effizienten numerischen Simulation elastischer Materialien entwickelt. Durch die optimierte Implementierung des Mehrgitterverfahrens können 200.000 Elemente mit einer Rate von 10 Zeitschritten pro Sekunden simuliert werden. Der Ansatz ermöglicht die Simulat...     »