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Computergraphik-VU (CG-VU)5 ECTS (englische Bezeichnung: Computer Graphics)
Modulverantwortliche/r: Marc Stamminger Lehrende:
Marc Stamminger
Start semester: |
WS 2020/2021 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Language: |
Deutsch und Englisch |
Lectures:
Empfohlene Voraussetzungen:
It is recommended to finish the following modules before starting this module:
Algorithmik kontinuierlicher Systeme (SS 2020)
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
Contents:
This lecture covers the following aspects of Computer Graphics:
graphics pipeline
clipping
3D transformations
hierarchical display structures
perspective transformations and projections
visibility determination
raster graphics and scan conversion
color models
local and global illumination models
shading models
ray tracing and radiosity
shadows and textures
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 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:
- 123#67#H
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Computer Graphics)
- 123#67#H
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Computer Graphics)
- Communications and Multimedia Engineering (Master of Science)
(Po-Vers. 2011 | TechFak | Communications and Multimedia Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Master of Science)
(Po-Vers. 2016w | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Computer Graphics)
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Informatik | Wahlpflichtbereich Informatik | Computer Graphics)
- Digital Humanities (Master of Arts)
(Po-Vers. 2019w | PhilFak | Digital Humanities (Master of Arts) | Gesamtkonto | Daten visualisieren | Computer Graphics)
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsmodul Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer))
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Informatik (Bachelor of Arts (2 Fächer)) | Vertiefung Informatik I und II | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der anwendungsorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Information and Communication Technology (Master of Science)
(Po-Vers. 2019s | TechFak | Information and Communication Technology (Master of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienschwerpunkte | Schwerpunkt Media Processing Systems | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Media Processing Systems | Computer Graphics)
- Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule, Wahlmodule, Seminar, Praktika, Bachelorarbeit | Wahlpflichtmodule aus Katalog für IuK | Computer Graphics)
- Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Multimediasysteme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Multimediasysteme | Computer Graphics)
- Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2016s | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Schwerpunkte im Masterstudium | Schwerpunkt Multimediasysteme | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodul aus INF im Schwerpunkt Multimediasysteme | Computer Graphics)
- Maschinenbau (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Maschinenbau | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computer Graphics)
- Maschinenbau (Master of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Gesamtkonto | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 13.1 Angewandte Informatik | Vertiefungsmodul 13.1 | Computer Graphics)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informations- und Kommunikationtechnik | Wahlpflichtmodule aus Katalog für IuK | Computer Graphics)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsrichtung Graphische Datenverarbeitung | Computer Graphics)
- Mathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Informations- und Kommunikationtechnik | Wahlpflichtmodule aus Katalog für IuK | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule ET/INF | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Vertiefungsmodule aus dem Sockel beider Studienrichtungen | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung (Modulgruppen B5 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinelektronik, medizinische Bild- und Datenverarbeitung | Vertiefungsmodule ET/INF | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Pflicht- und Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik (Modulpruppen B6 und B8) | B8 Wahlpflichtmodule der Studienrichtung Medizinische Gerätetechnik, Produktionstechnik und Prothetik | Vertiefungsmodule MB/WW/CBI | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV) | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV) | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen spezifisch nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV) | Computer Graphics)
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen spezifisch nach Studienrichtungen | Study Field Health and Medical Data Analytics | M2 Engineering Core Modules (HMDA) | Computer Graphics)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Computer Graphics (Prüfungsnummer: 38211)
(englischer Titel: Computer Graphics)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021
1. Prüfer: | Marc Stamminger |
- Termin: 08.04.2021, 16:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 14.10.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 8 TechF
Termin: 21.04.2022, 13:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 13.10.2022
Computer Graphics (Prüfungsnummer: 38212)
(englischer Titel: Computer Graphics)
- Studienleistung, Übungsleistung, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
Übung: 50% der schriftlichen Aufgaben, etwa 10 Aufgabenblätter
- Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021
1. Prüfer: | Marc Stamminger |
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