392113 Einführung in die Computergrafik (V) (WiSe 2014/2015)

Inhalt, Kommentar

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die theoretischen und praktischen Grundlagen der Computergrafik, wobei die Visualisierung dreidimensionaler Szenen aus einer gegebenen Kameraansicht im Mittelpunkt steht. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen wir zuerst ein paar Teilprobleme verstehen und lösen, wobei wir uns auf andere Disziplinen (Physik, Kunst, Biologie, Mathematik, Informatik) stützen können: Wie breitet sich Licht in einer Szene aus? Wie interagiert es mit verschiedenen Objekten und Materialien? Wie funktioniert eine Kamera oder das menschliche (Stereo-) Sehen? Was ist überhaupt Licht, was ist Farbe?

Die Vorlesung gliedert sich in vier Teile:

  • Globale Beleuchtung beantwortet die obigen Fragen soweit, dass wir foto-realistische Bilder berechnen können, wenn wir nur lange genug rechnen (z.B. für computer-animierte Filme). Mithilfe von Mathematik, effizienten Algorithmen und cleveren Datenstrukturen werden wir es aber auch in Minuten (anstatt Stunden oder Tagen) schaffen.
  • Für interaktive Anwendungen vereinfachen wir die Beleuchtungsberechnung und führen alle Berechnungen auf der Grafikkarte durch, welche nichts anderes als eine massiv-parallele und daher extrem effiziente Recheneinheit ist. Mit OpenGL und Shader-Programmen werden wir in der Lage sein, auch komplexe Szenen in Echtzeit darzustellen (z.B. für Spiele).
  • Wir beschäftigen uns auch mit der Ein- und Ausgabe des Rendering-Prozesses. Die Eingabe ist eine geometrisches 3D-Objekt oder eine 3D-Szene. Wir werden verschiedene mathematische Repräsentationen und Datenstrukturen für geometrische Objekte sehen, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haven.
  • Die Ausgabe des Rendering sind Bilder. Wir werden uns z.B. mit Bild-Filtern, Bild-Kompression und progressiver Übertragung beschäftigen.

Zum besseren Verständnis werden die meisten der in der Vorlesung besprochenen Techniken in den Übungen implementiert. Diese bestehen aus drei Mini-Projekten von jeweils 4-5 Wochen, welche in Gruppen von 2-4 Studierenden bearbeitet werden.

Bei Bedarf wird die Vorlesung auf Englisch gehalten.

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

  • Grundkenntnisse in linearer Algebra werden vorausgesetzt.
  • Das Bearbeiten der praktischen Übungsaufgaben erfolgt in C++.

Literaturangaben

  • Foley, van Dam, Feiner, Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice, Addison-Wesley Longman, 1996
  • Glassner: An Introduction to Ray Tracing, Academic Press, 1989
  • Pharr, Humphreys: Physically Based Rendering, Morgan Kaufmann, 2004
  • Wright, Haemel, Sellers, Lipchak: OpenGL SuperBible: Comprehensive Tutorial and Reference, Addison-Wesley Longman, 2010
  • Rost, Licea-Kane, Ginsburg, Kessenich: OpenGL Shading Language, 3. Edition, Addison-Wesley Longman, 2009
  • Munshi, Ginsburg, Shreiner: OpenGL ES 2.0 Programming Guide, Addison-Wesley Longman, 2008
  • Farin: Curves and Surfaces for CAGD. A Practical Guide, Morgan Kaufmann, 2001

Externe Kommentarseite

http://graphics.uni-bielefeld.de/teaching/ws14/graphics/

Lehrende

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Fachzuordnungen

Modul Veranstaltung Leistungen  
39-Inf-CG Grundlagen der Computergrafik Computergrafik benotete Prüfungsleistung
Studieninformation

Die verbindlichen Modulbeschreibungen enthalten weitere Informationen, auch zu den "Leistungen" und ihren Anforderungen. Sind mehrere "Leistungsformen" möglich, entscheiden die jeweiligen Lehrenden darüber.

Studiengang/-angebot Gültigkeit Variante Untergliederung Status Sem. LP  
Bioinformatik und Genomforschung / Bachelor (Einschreibung bis SoSe 2011) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 5. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Informatik / Bachelor (Einschreibung bis SoSe 2011) Nebenfach Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 5. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Intelligente Systeme / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 1. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Kognitive Informatik / Bachelor (Einschreibung bis SoSe 2011) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 5. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Medieninformatik und Gestaltung / Bachelor (Einschreibung bis SoSe 2011) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 5. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Medienwissenschaft, interdisziplinäre / Master (Einschreibung bis SoSe 2014) Hauptmodul 4 Wahlpflicht 1. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Naturwissenschaftliche Informatik / Bachelor (Einschreibung bis SoSe 2011) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 5. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  
Naturwissenschaftliche Informatik / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Grundlagen der Computergrafik Wahlpflicht 1. 10 unbenotet /benotet V+Ü und mdl. Prüfung  

Keine Konkretisierungen vorhanden
Kein Lernraum vorhanden
registrierte Anzahl: 94
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Adresse:
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Reichweite:
28 Studierende direkt per E-Mail erreichbar
Hinweise:
Weitere Hinweise zu den E-Mailverteilern
Letzte Änderung Grunddaten/Lehrende:
Freitag, 11. Dezember 2015 
Letzte Änderung Zeiten:
Donnerstag, 18. September 2014 
Letzte Änderung Räume:
Donnerstag, 18. September 2014 
Art(en) / SWS
V / 4
Sprache
Diese Veranstaltung wird komplett in englischer Sprache gehalten
Einrichtung
Technische Fakultät
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