Computergraphik-VU und Interaktive Computergraphik-VU (CG-VU+InCG-VU)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Computer Graphics (VU) and Interactive Computer Graphics (VU))

Lehrveranstaltungen:

• • Computergraphik (WS 2014/2015)
    (Vorlesung, 3 SWS, Marc Stamminger, Mo, 12:15 - 13:45, H5; Di, 16:15 - 17:45, H5; ab 13.10.2014)
  • Übungen zur Computergraphik (WS 2014/2015)
    (Übung, 1 SWS, Christoph Weber)
  • Interaktive Computergraphik (SS 2015)
    (Vorlesung, 2 SWS, Marc Stamminger, Mo, 14:15 - 15:45, 01.150-128)
  • Übungen zur Interaktiven Computergraphik (SS 2015)
    (Übung, 2 SWS, Kai Selgrad et al., Mo, 14:15 - 15:45, Raum n.V.; Fr, 11:00 - 13:00, 0.01-142)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2014)

Inhalt:

Computergraphik Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Computergraphik:

• Graphik Pipeline

• Clipping

• 3D Transformationen

• Hierarchische Display Strukturen

• Perspektive und Projektionen

• Visibilitätsbetrachtungen

• Rastergraphik und Scankonvertierung

• Farbmodelle

• Lokale und globale Beleuchtungsmodelle

• Schattierungsverfahren

• Ray Tracing und Radiosity

• Schatten und Texturen
  

Interaktive Computergraphik
In der Vorlesung werden Alogorithmen der Interaktiven Computergraphik behandelt, die sich für eine hochparallele Ausführung auf spezieller Grafikhardware (GPUs) eigenen. Insbesondere sind dies:

• Bump- und Normalmaps zur Erhöhung des visuellen Dateilgrads

• Tessellierung auf Grafikhardware

• Berechnung von Schatten, insbesonder auch Filterung von Schatten und Schatten von - Flächenlichtquellen

• Vereinfachte Globale Beleuchtungsverfahren

Tiefen- und Bewegungsunschärfe

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• geben die unterschiedlichen Schritte der Graphik Pipeline wieder

• erklären die Funktionsweise der Clippingalgorithmen für Linien und Polygone

• beschreiben, charakterisieren und berechnen affine und perspektivische Transformationen in 3D und veranschaulichen die allgemeine Form der Transformationsmatrix in homogener Koordinaten

• skizzieren die Verfahren zur Tiefe- und Visibilitätsberechnung

• vergleichen die unterschiedlichen Farbmodelle der Computergraphik

• illustrieren und untersuchen die Datenstrukturen zur Beschreibung virtueller 3D Modelle und komplexer Szenen

• erläutern die Funktionsweise der Rasterisierung und Scankonvertierung in der Graphikpipeline

• lösen Aufgaben zu Beleuchtung und Texturierung von 3D virtuellen Modellen

• klassifizieren Schattierungsverfahren

• bestimmen den Unterschied zwischen lokaler und globaler Beleuchtung und formulieren Algorithmen für Ray Tracing und Radiosity

• ermitteln graphische Algorithmen zur Berechnung von Schatten für unterschiedlichen Lichtquellen

• veranschaulichen Methoden zur Tessellierung von virtuellen 3D Modellen auf der Graphikhardware

• klassifizieren Algorithmen zur Simulation von feinen Oberflächenstrukturen zur Erhöhung der Rendering-Detailsgrad

• skizzieren interaktive Algorithmen zur Berechnung globaler Beleuchtungsverfahren

• erläutern Techniken zur Bestimmung von Tiefen- und Bewegunsschärfe

Literatur:

• P. Shirley: Fundamentals of Computer Graphics. AK Peters Ltd., 2002

• Hearn, M. P. Baker: Computer Graphics with OpenGLD. Pearson

• Foley, van Dam, Feiner, Hughes: Computer Graphics - Principles and Practice

• Rauber: Algorithmen der Computergraphik

• Bungartz, Griebel, Zenger: Einführung in die Computergraphik

• Encarnação, Strasser, Klein: Computer Graphics

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
2. Informatik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
3. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Computergraphik und Interaktive Computergraphik (Vorlesungen mit Übungen) (Prüfungsnummer: 831630)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [3])

Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
CG Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, InCG Übung: 50% der Programmieraufgaben, Modulnote durch mündliche Prüfung über 30 Minuten

Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Marc Stamminger

1. Prüfer:

Günther Greiner

Computergraphik und Interaktive Computergraphik (Vorlesungen mit Übungen) (Prüfungsnummer: 949454)

(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2])

Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
CG Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, InCG Übung: 50% der Programmieraufgaben, Modulnote durch mündliche Prüfung über 30 Minuten

Erstablegung: WS 2014/2015, 1. Wdh.: SS 2015

1. Prüfer:

Marc Stamminger