Geometrische Modellierung-VU und Geometry Processing-VU (GM-VU+GP-VU)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Geometric Modelling-VU and Geometry Processing-VU)

Lehrveranstaltungen:

• • Geometric Modeling (WS 2016/2017)
    (Vorlesung, 3 SWS, Günther Greiner, Di, 9:15 - 10:00, 01.150-128; Mi, 16:15 - 17:45, 01.150-128)
  • Tutorials to Geometric Modeling (WS 2016/2017)
    (Übung, 1 SWS, Günther Greiner et al.)
  • Geometry Processing (SS 2017)
    (Vorlesung, 2 SWS, Roberto Grosso, Mo, 14:15 - 15:45, 01.150-128)
  • Tutorials to Geometry Processing (SS 2017)
    (Übung, 2 SWS, Matteo Colaianni, Do, 18:15 - 19:45, 01.150-128; Di, 10:15 - 11:45, 01.150-128)

Empfohlene Voraussetzungen:

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

Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2016)

Inhalt:

Geometrische Modellierung
Die Vorlesung beschäftigt sich mit Methoden zur Modellierung dreidimensionaler Oberflächen. Typische Einsatzgebiete sind der rechnerunterstützte Entwurf (CAD, z.B. im Automobil- oder Flugzeugbau), die Rekonstruktion von Flächen aus Sensordaten oder die Konstruktion glatter Interpolationsflächen. Behandelt werden u.a. folgende Themen:
Polynomkurven

• Bezierkurven, rationale Bezierkurven

• B-Splines

• Tensorproduktflächen

• Bezier-Dreiecksflächen

• polygonale Flächen

• Subdivission-Verfahren
  

Geometry Processing
In dieser Vorlesung werden einige Aspekte der diskreten Geometrieverarbeitung vorgestellt. Schwerpunkte sind dabei Erzeugung, Manipulation und Analyse von Dreiecksnetzen sowie die Flächenrekonstruktion aus 3D Scanner Daten. Folgende Themen werden in der Vorlesung behandelt:

• Delaunay-Triangulierung und Voronoi-Diagramme

• 3D Scanning, Registrierung von 3D Scans

• Vereinfachung und Reduktion von Dreiecksnetzen

• Flächenrekonstruktion aus Punktewolken

• Segmentierung von Dreiecksnetzen

• Flächenparametrisierung

• Animation / Deformation von Dreiecksnetzen

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

• erklären die Begriffe Polynomial-, Bezierkurven und B-Splines

• klassifizieren und veranschaulichen die unterschiedlichen Auswertung- und Subdivision-Verfahren für Bezier-Kurven und B-Splines

• veranschaulichen und ermitteln die Eigenschaften von Bezierkurven, rationalen Bezierkurven und B-Splines

• beschreiben Tensorproduktflächen und skizzieren Auswertungsalgorithmen

• erklären polygonale Flächen und Subdivision-Verfahren und veranschaulichen ihre Unterschiede und Eigenschaften

• lernen gängigen Datenstrukturen zur Darstellung polygonaler Flächen kennen

• wenden die Verfahren der Geometrischen Modellierung an unterschiedlichen Beispiele an

• berechnen Bezierkurven und B-Splines

• führen Subdivission-Verfahren aus

• erklären die grundlegenden Algorithmen der diskreten Geometrieverarbeitung

• benutzen Datenstrukturen und Softwaremethoden für die Rekonstruktion, Analyse und Verarbeitung diskreter 3D-Modelle

• implementieren neue Algorithmen für die Rekonstruktion und Manipulation von Dreiecksnetzen in einem Computerprogramm unter Zuhilfenahme von modernen Softwarebibliotheken

• analysieren selbstständig neue anwendungsnahe Probleme aus dem industriellen Umfeld, erkennen Zusammenhänge und schlagen neue Lösungswege vor

Literatur:

Geometrische Modellierung

• Hoschek, Lasser: Grundlagen der Geometrischen Datenverarbeitung

• Farin: Kurven und Flächen im Computer Aided Geometric Design

• de Boor: A Practical Guide to Splines

• Bartels, Beatty, Barsky: Splines for Use in Computer Graphics and Geometric Modeling

• Abramowski, Müller: Geometrisches Modellieren
  

Geometry Processing

• Polygon Mesh Processing. Mario Botsch, Leif Kobbelt, Mark Pauly, Pierre Alliez and Bruno Levy, AK Peters 2010

• Vorlesungsunterlagen

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

1. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Geometrische Modellierung und Geometry Processing (Vorlesungen mit Übungen) (Prüfungsnummer: 149519)

Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
GM Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, GP Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, Modulnote durch mündliche Prüfung über 30 Minuten

Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Günther Greiner

1. Prüfer:

Marc Stamminger