Computergrafik

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Vorlesung GDV

Real oder modelliert?

Das obige Bild gewann den jährlich zu vergebenen Preis für die beste fotorealistische Modellierung, vergeben von der Internet Raytracing Competition www.irtc.org

Die Vorlesung "Grundlagen der grafischen Datenverarbeitung" beschäftigt sich mit den Methoden und Schwierigkeiten der Abbildung einer dreidimensionalen Szene (real oder modelliert) auf ein zweidimensionales Ausgabegerät (Bildschirm).

Inhalt der Vorlesung 

  • Graphische Grundfunktionen | Koordinatensysteme, Transformationen, 2D-Clipping, Linien und Kreise, Antialiasing, Graustufen- und Farbdarstellung
  • Geometrische Modellierung dreidimensionaler Objekte (Erzeugung eines 3D-Modells) | Volumenmodellierung, Kanten- und Oberflächenmodellierung, Geometrische Attributierung, insbesondere durch Freiformkurven (Bézier-Kurven und B-Splines)
  • Graphische Darstellung von 3D-Objekten (Abbildung auf 2D-Ausgabegerät) | Parallel- und Zentralprojektion, Verfahren zum Sichtbarkeitsentscheid, Lokale Beleuchtung und Reflexion, Verfahren zur Schattierung, ausgewählte Verfahren zur globalen Beleuchtung (Ray-Tracing und Radiosity)
  • Weitere ausgewählte Themen

Industrielle Anwendungen der Graphischen Datenverarbeitung

  • Filmindustrie | computererzeugte Zeichentrickfilme (z.Bsp. Findet Nemo) und Werbefilme
  • Computerunterstütztes Design (CAD) | z.B. von Fahrzeug-Bauteilen in der Automobilindustrie oder von Häusern in der Architektur
  • Virtual-Reality Umgebungen | Der Anwender kann mit dem Objekt in einer 3D-Szene in Aktion treten
  • Datenvisualisierung | graphische Darstellung von Daten
  • Lehre und Training | z.B. Flugsimulator

Inhalt CG

Ziel der Vorlesung ist das Verständnis der mathematischen Verfahren und der Algorithmen, die zur Erzeugung von Grafiken in der Computergrafik eingesetzt werden. Die Studierenden sollen in der Lage sein, Computergrafiken unter Anwendung der erlernten Verfahren zu programmieren.

Inhalt:

Die Vorlesung Computergrafik beschäftigt sich mit den Methoden und Schwierigkeiten der Abbildung einer dreidimensionalen Szene (real oder modelliert) auf ein zweidimensionales Ausgabegerät (Bildschirm). Vermittelt werden:

  • Graphische Grundfunktionen: Koordinatensysteme, Transformationen, 2D-Clipping, Linien und Kreise, Graustufen- und Farbdarstellung
  • Graphische Darstellung von 3D-Objekten (Abbildung auf 2D-Ausgabegerät):
    Parallel- und Zentralprojektion, Verfahren zum Sichtbarkeitsentscheid, Lokale Beleuchtung und Reflexion, Verfahren zur Schattierung, ausgewählte Verfahren zur globalen Beleuchtung (Ray-Tracing und Radiosity)
  • Geometrische Modellierung dreidimensionaler Objekte (Erzeugung eines 3D-Modells): Volumenmodellierung, Kanten- und Oberflächenmodellierung, Geometrische Attributierung, insbesondere durch Freiformkurven (Bézier-Kurven und B-Splines)
  • Einführung in die GPU Programmierung
  • Praktikum: Einführung in OpenGL 2.x und OpenGL 3.x, insbesondere Shader, C++, Qt (ggfls. auch Visual Studio)

Prüfung:

  • mündlich

Literatur:

  • H.J. Bungartz, M.Griebel, C. Zenger: Einführung in die Computergrafik: Grundlagen, Geometrische Modellierung, Algorithmen. Vieweg, 2002.
  • D. Hearn, M.P. Baker: Computer Graphics with OpenGL. Prentice Hall, 2004.
  • Foley, van Dam, Feiner, Hughes: Computer Graphics: Principles and practice. Addison Wesley, 1997.
  • Alan Watt: 3D-Computergrafik. Addison Wesley, 2002.
  • A. Nischwitz, M. Fischer, P. Haberäcker: Computergrafik und Bildverarbeitung. Vieweg, 2. Auflage, 2007.

 

 

Literatur GDV

Literatur zu Grundlagen der Graphischen Datenverarbeitung

3D-Computergrafik
von Alan Watt
Addison Wesley, 2002.

Einführung in die Computergrafik: Grundlagen, Geometrische Modellierung, 
Algorithmen
von Bungartz, M.Griebel, C. Zenger 
Vieweg, 2002.
 
Computer Graphics: Principles and practice
von Foley, van Dam, Feiner, Hughes 
Addison Wesley, 1997.
 
Computer Graphics with OpenGL 
von D. Hearn, M.P. Baker
Prentice Hall, 2004.
 
OpenGL Programming Guide - The Official Guide to Learning OpenGL
von Dave Shreiner, u.a.
Version 2, Addison-Wesley Professional (22. Juli 2005).
 
Computergrafik und Bildverarbeitung
Alfred Nischwitz, Max Fischer, Peter Haberäcker
2. Auflage, Vieweg, 2006.
 

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