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Computergraphik-VUP (CG-VUP)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Computer Graphics)
Modulverantwortliche/r: Marc Stamminger Lehrende:
Marc Stamminger
Startsemester: |
WS 2017/2018 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
90 Std. | Eigenstudium: |
135 Std. | Sprache: |
Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Computergraphik
(Vorlesung, 3 SWS, Marc Stamminger, Mi, Do, 10:15 - 11:45, H4)
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Übungen zur Computergraphik
(Übung, 1 SWS, Marc Stamminger, Zeit und Raum n.V.)
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Vertiefte Übungen zur Computergraphik
(Praktikum, 2 SWS)
Empfohlene Voraussetzungen:
Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:
Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2017)
Inhalt:
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
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
implementieren 3D Transformationen mithilfe der Programmiersprache C++ und der graphischen Bibliothek OpenGl
Implementieren Beleuchtungsmodelle und Texturierung von virtuellen 3D Objekten mithilfe der Programmiersprachen OpenGL und GLSL
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 Radiocity
Educational objectives and skills:
Students should be able to
describe the processing steps in the graphics pipeline
explain clipping algorithms for lines and polygons
explain, characterize and compute affine and perspective transformations in 2D and 3D, and provide an intuitive description of the general form of corresponding transformation matrices in homogeneous coordinates
depict techniques to compute depth, occlusion and visibility
compare the different color models
describe data structures to represent 3D virtual models and complex scenes
explain the algorithms for rasterization and scan conversion
solve problems with shading and texturing of 3D virtual models
classify different shadowing techniques
explain the difference between local and global illumination techniques and formulate algorithms for ray tracing and radiosity
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
Bemerkung:
Vorlesungsunterlagen, Übungsblätter und die Klausur sind in englischer Sprache
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Medieninformatik)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung)
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV))
Studien-/Prüfungsleistungen:
Computergraphik (Vorlesung mit Übung und Praktikum) (Prüfungsnummer: 321743)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben,
Praktikum: 50% der Programmieraufgaben,
Modulnote durch Klausur über 60 Minuten
- Erstablegung: WS 2017/2018, 1. Wdh.: SS 2018
1. Prüfer: | Marc Stamminger, | 2. Prüfer: | Roberto Grosso |
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