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Computergraphik-VU und Applied Visualization (CG-VU+AppVis)10 ECTS
Modulverantwortliche/r: Günther Greiner Lehrende:
Günther Greiner, Roberto Grosso, Peter Hastreiter
Start semester: |
WS 2014/2015 | Duration: |
2 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
120 Std. | Eigenstudium: |
180 Std. | Language: |
Deutsch oder Englisch |
Lectures:
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Computergraphik (WS 2014/2015)
(Vorlesung, 3 SWS, Marc Stamminger, Mon, 12:15 - 13:45, H5; Tue, 16:15 - 17:45, H5; starting 13.10.2014)
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Übungen zur Computergraphik (WS 2014/2015)
(Übung, 1 SWS, Christoph Weber)
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Applied Visualization (SS 2015)
(Vorlesung, 2 SWS, Roberto Grosso, Mon, 8:15 - 9:45, 01.150-128, H6)
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Tutorials to Applied Visualization (SS 2015)
(Übung, 2 SWS, Christian Siegl et al., Tue, 12:15 - 13:45, 01.150-128; Wed, 16:15 - 17:45, 01.150-128)
Empfohlene Voraussetzungen:
It is recommended to finish the following modules before starting this module:
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
Applied Visualization
Die Visualisierung beschäftigt sich mit allen Aspekten, die im Zusammenhang stehen mit der visuellen Aufbereitung der (oft großen) Datenmengen aus technisch-wissenschaftlichen Experimenten oder Simulationen zum Zwecke des tieferen Verständnisses und der einfacheren Präsentation komplexer Phänomene. Die Vorlesung gibt eine Einführung in die grundlegenden Algorithmen und Datenstrukturen, sowie einen Überblick über die verfügbaren Softwarewerkzeuge und verbreiteten Dateiformate. Behandelt werden u.a. folgende Themen:
Visualisierungsszenarien
Gitterstrukturen und Interpolation
Verfahren für 2D Skalar- und Vektorfelder
Verfahren für 3D Skalar- und Vektorfelder
Verfahren für multivariate Daten
Volumenvisualisierung mit Isoflächen
Direktes Volume-Rendering
Lernziele und Kompetenzen:
Computergraphik
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
Applied Visualization
Die Studierenden:
verfügen über tieferes Verständnis der visuellen Aufarbeitung von großen Datenmengen aus technisch-wissenschaftlichen Experimenten oder Simulationen
sind mit grundlegenden Algorithmen und Datenstrukturen der Visualisierung wissenschaftlicher Daten vertraut
verfügen über einen Überblick über die verfügbaren Softwarewerkzeuge und verbreiteten Dateiformate
sind fähig, einfachere Präsentation komplexer Phänomene mit erlernten Methoden selbständig vorzubereiten
sind in der Lage, selbstständig einfache Computerprogramme für die Visualisierung anwendungsspezifischer Daten zu entwickeln
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
M. Ward, G.G. Grinstein, D. Keim, Interactive Data Visualization: Foundations, Techniques, and Applications, Taylor & Francis, 2010
AC. Telea, Data Visualization: Principles and Practice, AK Peters, 2008
C.D. Hansen and C.R. Johnson, Visualization Handbook, Academic Press, 2004
G.M. Nielson, H. Hagen, H.Müller, Scientific Visualization, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, 1997
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Computergraphik und Applied Visualization (Vorlesungen mit Übungen) (Prüfungsnummer: 913147)
- Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, Modulnote durch mündliche Prüfung über 30 Minuten
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: keine Wiederholung
1. Prüfer: | Günther Greiner |
1. Prüfer: | Marc Stamminger |
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