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Prewrite/Plan Kapitel 5.8 Performance-Optimierungen.md

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+# Plan: Kapitel 5.8 Performance-Optimierungen
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+## Kontext und Abgrenzung
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+Kapitel 5.8 beschreibt die **technische Umsetzung** der Performance-Optimierungen. Strikte Trennung:
+- **5.8** = Code-Änderungen, Invarianten, warum die Änderung korrekt ist
+- **6.4.1** = Phasenbeschreibung (was jede Timing-Phase misst)
+- **7.2** = Profiling-Analyse, Bottleneck-Identifikation, Vorher-Nachher-Vergleich
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+**Harte Regel für 5.8:** Keine konkreten Vorher-Nachher-Zahlen, keine Signifikanzaussagen, keine Bottleneck-Interpretation, keine Rangfolge der Effekte. Jeweils Verweis auf 7.2.
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+Umfang: ~1.5-2.5 Seiten. Nicht das Hauptthema der Arbeit.
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+## Übergeordnete Story
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+Zwei der drei Optimierungen folgen demselben Prinzip: Teure, innerhalb eines Render-Durchlaufs invariante Berechnungen werden aus der Per-Frame-Schleife herausgezogen und nur einmal ausgeführt (Hautluminanz, Compositing). Die dritte betrifft lokale Umformulierungen in der CPU-seitigen Texturerzeugung (Sklera).
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+## Gliederung
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+### Einleitung (2-3 Sätze)
+- Verweis auf Exp. 1.2 als Folgeanalyse
+- Trennung: hier technische Änderungen, quantitative Bewertung in 7.2
+- Übergeordnete Strategie elegant in 2 Sätzen, nicht als Klassifikationsschema
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+### 5.8.1 Caching der Hauttextur-Luminanzwerte (~0.75-1 Seite)
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+Detailliertester Unterabschnitt. Muster: Ausgangsproblem → Invariante → Änderung → warum Verhalten gleich bleibt.
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+- **Ausgangsproblem:** `luminance_range()` lud das Bildobjekt wiederholt neu, berechnete Min/Max/Avg-Luminanz (Rec. 709) über alle Pixel in einer Python-Schleife, und entfernte das temporäre Bild anschließend wieder. Das fand für jeden zu erzeugenden Frame erneut statt.
+  - Hinweis: "Festplatte" vermeiden, neutral formulieren als wiederholtes Laden/Entfernen
+- **Invariante:** Die zugrunde liegende Hauttextur ändert sich innerhalb eines Render-Durchlaufs nicht. Ihre Luminanzstatistiken sind daher über alle Frames konstant.
+- **Änderung:**
+  - Signatur: akzeptiert nun ein bereits geladenes Bildobjekt statt eines Dateipfads
+  - `LuminanceStats`-Dataclass speichert min/max/avg
+  - Klassenvariable wird beim ersten Frame berechnet und wiederverwendet
+- **Warum Verhalten gleich bleibt:** Die gecachten Werte dienen nur als Eingangspunkte der RGB-Curve. Die pro Frame randomisierte Ausgangsluminanz wird weiterhin jedes Mal neu bestimmt.
+- Verweis auf 7.2
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+### 5.8.2 Wiederverwendung des Compositing-Graphen (~3-5 Sätze)
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+Sehr kurz. Darf sich **nicht** mit 5.7.3 überschneiden. 5.7.3 = Architektur des Graphen. 5.8.2 = nur Lebenszyklus-Optimierung.
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+- Vorher: Instanziierung pro Frame
+- Nachher: Einmalige Instanziierung, Wiederverwendung
+- Invariante (defensiv): "Die Struktur des Graphen und die zugehörige Ausgabe-Konfiguration bleiben innerhalb eines Render-Durchlaufs unverändert."
+- Einschränkung: Falls zukünftig Parameter pro Frame variieren, müsste der Graph modifiziert oder der Cache invalidiert werden
+- Verweis auf 7.2
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+### 5.8.3 Lokale Optimierungen der Sklera-Texturgenerierung (~0.5 Seite)
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+Kompakter. Keine Invariante im Cache-Sinn, sondern lokal äquivalente Umformulierungen.
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+- Implementierte Änderungen:
+  - Array-Initialisierung: `np.ones` + RGB-Zuweisung → `np.full` mit Skalar + Alpha-Kanal
+  - Kreismaske: Einschränkung auf Bounding-Box statt gesamtes Bild
+  - Array-Transformation: Spiegeln und Linearisierung in einer Operation
+- Mikrobenchmarks: **ein Satz** ("Zur Auswahl der Varianten wurden Mikrobenchmarks durchgeführt.")
+- Verworfene Glint-Optimierungen: **ein Nebensatz**
+- Formulierung: "Die Änderungen formulieren bestehende Operationen effizienter um, ohne die erzeugte Textur semantisch zu verändern."
+- **Keine** Aussage zur Signifikanz oder zum Engpass
+- Verweis auf 7.2
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+## Schreibhinweise
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+1. Keine Commit-Hashes oder Zeilennummern im Fließtext. Auf Module, Funktionen, Datenstrukturen referenzieren.
+2. "Warum Verhalten gleich bleibt" bei Sklera weicher formulieren als bei Caching/Compositing.
+3. Keine Gedankenstriche, keine Semikolons (Stilpräferenz).
+4. Verweise auf Kap. 7: `\fref{sec:ergebnisse_experiment1_2}`