# Plan: Kapitel 5.8 Performance-Optimierungen

## Kontext und Abgrenzung

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

**Harte Regel für 5.8:** Keine konkreten Vorher-Nachher-Zahlen, keine Signifikanzaussagen, keine Bottleneck-Interpretation, keine Rangfolge der Effekte. Jeweils Verweis auf 7.2.

Umfang: ~1.5-2.5 Seiten. Nicht das Hauptthema der Arbeit.

## Übergeordnete Story

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).

## Gliederung

### 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

### 5.8.1 Caching der Hauttextur-Luminanzwerte (~0.75-1 Seite)

Detailliertester Unterabschnitt. Muster: Ausgangsproblem → Invariante → Änderung → warum Verhalten gleich bleibt.

- **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

### 5.8.2 Wiederverwendung des Compositing-Graphen (~3-5 Sätze)

Sehr kurz. Darf sich **nicht** mit 5.7.3 überschneiden. 5.7.3 = Architektur des Graphen. 5.8.2 = nur Lebenszyklus-Optimierung.

- 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

### 5.8.3 Lokale Optimierungen der Sklera-Texturgenerierung (~0.5 Seite)

Kompakter. Keine Invariante im Cache-Sinn, sondern lokal äquivalente Umformulierungen.

- 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

## Schreibhinweise

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}`