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Physically-based Simulation in Computer Graphics (PhysSim)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Physically-based Simulation in Computer Graphics)
(Prüfungsordnungsmodul: Physically-based Simulation in Computer Graphics)

Modulverantwortliche/r: Tobias Günther
Lehrende: Tobias Günther


Start semester: WS 2020/2021Duration: 1 semesterCycle: jährlich (WS)
Präsenzzeit: 60 Std.Eigenstudium: 90 Std.Language: Englisch

Lectures:


Empfohlene Voraussetzungen:

It is recommended to finish the following modules before starting this module:

Interaktive Computergraphik (SS 2020)
Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2020)
Computergraphik-VU (WS 2019/2020)


Inhalt:

Um den nötigen Grad an Realismus zu erreichen, werden physikalisch-basierte Simulationen eingesetzt. Ausgehend von Differenzialgleichungen und numerischen Verfahren für deren Lösung, betrachten wir in dieser Vorlesung eine Reihe von Algorithmen, mit denen sich physikalisch-basierte Simulationen umsetzen lassen. Unter anderem betrachten wir:

  • numerische Verfahren zur Zeit-Integration

  • die Simulation von Feder-Masse-Modellen

  • Starrkörpersimulation

  • deformierbare Objekte

  • Fluidsimulationen

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

  • lernen numerische Verfahren zur Zeit-Integration an praktischen Beispielen anzuwenden

  • identifizieren die Eigenschaften von Bewegungseschreibungen

  • listen die Zustandsvariablen, die für die eine Bewegungsbeschreibung notwendig sind, und leiten die zugehörigen Bewegungsgleichungen her

  • erklären unterschiedliche Methoden der Starrkörpersimulation

  • bilden formale Deformationsbeschreibungen und deren geometrische Repräsentationen aufeinander ab

  • erklären die Annahmen, die für Fluid-Simulationsmethoden getroffen werden

  • ordnen nötige Randbedingungen gemäß Simulationszielen zu

  • sind in der Lage, die vorgestellten Algorithmen der physikalisch-basierten Simulation in C++ zu implementieren


Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

  1. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Physically-based Simulation in Computer Graphics)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Computational Engineering (Master of Science)", "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)", "Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))", "Informatik (Bachelor of Science)", "Informatik (Master of Science)", "Mathematik (Bachelor of Science)" verwendbar. Details

Studien-/Prüfungsleistungen:

Physically-based Simulation in Computer Graphics (Prüfungsnummer: 33851)
Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 2.5 ECTS
Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021
1. Prüfer: Tobias Günther
Ort: 01.151-128
Ort: Cauerstr. 11, Room 01.115-128

Tutorials to Physically-based Simulation in Computer Graphics (Prüfungsnummer: 33852)
Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS
weitere Erläuterungen:
Übung/Praktikum: 50% der Programmierpunkte
Prüfungssprache: Englisch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021
1. Prüfer: Tobias Günther

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