Einführung in die Computergraphik - WS 09/10


Diese Vorlesung soll eine erste Einführung in die Themen der Computergraphik geben. Der Schwerpunkt liegt auf Algorithmen und Konzepten zur Repräsentation und Visualisierung von einfachen, 3-dimensionalen graphischen Szenen. Die Übungsaufgaben werden teils theoretisch, teils praktisch sein, wobei die praktischen Aufgaben gewisse Programmierfähigkeiten in C++ verlangen.

Aus dem Inhalt:

  1. Mathematische Grundlagen, Farben, Abtastung
  2. 2D Computergraphik (Scan Conversion, Clipping, etc.)
  3. 3D Computergraphik (rendering pipeline, Transformationen, Beleuchtung, etc.)
  4. OpenGL
  5. Echtzeit-Rendering

Aktuelles

Denglisch von den Wise Guys.

Folien

Die folgende Tabelle wird die behandelten Themen und die dazugehörigen Folien enthalten.

Woche Thema Folien Übungs-
aufgaben
Literatur
1. Orga, Intro, Geschichte, Displays, Gammakorrektur, Mathe Wdhg. PDF1 PDF2 PDF3 Blatt 1 FvD
2. Mathe Wdhg. 2 (Spatprodukt, Flächeninhalte, Volumeninhalte, geometrische Prädikate, lineare Interpolation), Wiederholung C++, Einführung in OpenGL PDF1 PDF2 Blatt 2 PS, DR, FvD
3. Übersicht über die Rendering-Pipeline, Scan Conversion of Lines (Midpoint-Algo), Ray-Tracing von Terrain PDF1 PDF2 Blatt 3 FvD, DR, PS
4. Scan Conversion of Circles, Einführung in OpenGL PDF1 PDF2 Blatt 4 FvD, DR, PS
5. Baryzentrische Koordinaten, Scan Conversion für Dreiecke, .. für allgemeine Polygone, Zerlegung in konvexe Polygone PDF1 PDF2 Blatt 5
6. Füllen nicht-einfacher Polygone und beliebiger Regionen, Odd-Even-Test, Winding-Number-Test, Font-Rendering, Hinting, Sub-Pixel-Rendering PDF Blatt 6 PS, FvD
7. Z-Buffer, hierarchical Z-Buffer in Hardware, BSP Tree, Warnock-Algorithmus, Accumulation- and Stencil-Buffer; Clipping: View-Frustum-Clipping, Outcodes, Cohen-Sutherland-Algorithmus, Cyrus-Beck-Algorithmus PDF1 PDF2 Blatt 7 PS, FvD, MH
8. Clipping: Sutherland-Hodgeman-Algorithmus, Weiler-Atherton-Algorithmus,
Homogene Koordinaten, einfache Transformationen
PDF1 PDF2 Blatt 8 PS, FvD, HB
9. Komplexere Transformationen, relative Transformationen, Scenegraph, Projektionen, Kameratransformation, Stereoskopische Projektion PDF1 PDF2 Blatt 9 FvD, PS, HB
10. Farbe (Spektren, Metamere, das Auge, Grassmann'sches Experiment) PDF Blatt 10 DR, FvD
11. Farbe 2 (CIE-XYZ, oponent color model, RGB, CMY, HSV, uniforme Farbräume, CIE-Lab) PDF Blatt 11 DR, FvD
12. Lighting (Lambert'sches und Phong-Beleuchtungsmodell, Blinn-Phong, Gouraud-Shading, Phong-Shading, Mach-Bänder, Beleuchtung in OpenGL) PDF Blatt 12 PS, FvD, MH
13. Randrepräsentationen (Graphen, Orientierbarkeit, Datenstrukturen für Meshes, OBJ, Winged-Edge, DCEL, Euler-Formel, Platonische Körper, Euler-Charakteristik) PDF - -

Literatur

Folgende Literatur eignet sich als begleitende Lehrbücher (in Klammern die oben verwendeten Kürzel):
Falls Sie sich diese Bücher anschaffen möchten, sollten Sie vielleicht überlegen, gebrauchte Exemplare zu erwerben -- oft gibt es diese zu einem Bruchteil des Neupreises. Zwei gute Internetadressen sind Abebooks und BookButler.

Scheinerwerb

Einen Schein erwirbt man durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen. Das heißt, Sie müssen insgesamt mindestens 50% der maximal erhältlichen Punkte erreichen. (Eine "Schein"-Klausur findet nicht statt.)

Übungsbetrieb

Die Übungsblätter werden jeweils am Donnerstag im Lauf des Tages auf der Homepage der VL (also hier) ins Netz gestellt.

Die Abgabe der Lösungen ist jeweils am Miwwoch zwei Wochen später direkt in der Vorlesung bzw. der Übung. Theoretische Aufgaben werden schriftlich abgeliefert, praktische Aufgaben werden in der Übung am Rechner vorgeführt.

Hinweise und Downloads zur Bearbeitung der Übungsblätter
Übungsblatt Nr. 4
Hier finden Sie das Rahmenprogramm für Aufgabe 1 & 2: Pineda.zip
Übungsblatt Nr. 6
Hier finden Sie das Rahmenprogramm bsp_framework.zip
Übungsblatt Nr. 8
Hier finden Sie das Framework Billiard_Framework.zip

Online Literatur und Resources im Internet

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Gabriel Zachmann
Last modified: Wed Jun 02 17:02:55 MDT 2010