392130 Physikalisch-basierte Simulation in der Computergrafik (V+Ü) (SoSe 2009)

Physikalisch-basierte Simulationen von Flächen, Körpern und Flüssigkeiten sind ein attraktiver Teilbereich der Computergrafik, der statische Objekte durch Simulation ihrer Dynamik “zum Leben erweckt”. Typische Anwendungsgebiete sind realistische Spezialeffekte in Filmen, aufgrund steigender Rechenkapazitäten aber zunehmend auch physikalische Effekte in interaktiven Anwendungen und Computerspielen. Das Ziel ist dabei nicht primär numerische Genauigkeit, sondern effiziente und robuste Berechnung und Implementation. Die behandelten Themengebiete enthalten dynamische Simulationen von starren und deformierbaren Körpern und Flächen (z.B. Kleidung) unter Einwirkung externer Kräfte und Kollisionen, sowie Partikelsysteme und Fluid-Simulationen.
In der ersten Hälfte des Semesters werden einige der grundlegenden Methoden zum besseren Verständnis in den Übungen implementiert. Danach entwickeln die Studierenden in Gruppen von 2-3 Personen ein kleines Projekt (Demo/Spiel), welches in der Vorlesung behandelte physikalische Effekte in die Praxis umsetzt.

Kompetenzen

Die Studierenden erlernen die theoretischen und praktischen Grundlagen der physikalischen Simulation. Dies beinhaltet die zugrunde liegenden kontinuierlichen Differentialgleichungen, deren zeitliche und räumliche Diskretisierung und effiziente Implementierung.

Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Das erfolgreiche Bearbeiten der Übungsaufgaben und des Projekts sowie das Bestehen der mündlichen Prüfung ergibt 5 LP.

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in linearer Algebra und Analysis werden vorausgesetzt.
Die Vorlesung “Wissenschaftliches Rechnen” ist hilfreich, aber nicht notwendig.
Das Bearbeiten der praktischen Übungsaufgaben erfolgt in C++.