Module 39-M-Inf-GMP Geometric Modeling Based on Polygonal Meshes

Die Studierenden lernen die wesentlichen Algorithmen der Geometrieverarbeitung kennen und sind in der Lage, diese auch in die Praxis umzusetzen.

The students learn the theoretical foundations of Geometric Modeling and gain experience in their practical implementation in the exercises.

In der Computergrafik stellen Dreiecksnetze, oder allg. Polygonnetze, den de-facto Standard für die Repräsentation geometrischer Objekte dar. Aufgrund ihrer Einfachheit und der dadurch ermöglichten effizienten Verarbeitung werden Dreiecksnetze aber auch in anderen Anwendungsgebieten zunehmend eingesetzt. In dieser Vorlesung wird die komplette Geometrieverarbeitungspipeline basierend auf Polygonnetzen vorgestellt, angefangen beim 3D-Scannen von Modellen, der Netzgenerierung, über Rauschentfernung und Glätten, Komplexitätsreduktion und Kompression, bis hin zur interaktiven Deformation und Animation. Zum besseren Verständnis wird ein Großteil der besprochenen Methoden in den Übungen implementiert, welche sich in 3-4 Mini-Projekte aufteilen.

In Computer Graphics triangle meshes, or more general polygon meshes, are the standard representation for geometric objects. Their conceptual simplicity enables highly efficient geometry processing, which is why triangle meshes are becoming increasingly popular also in many other application areas (computer games, numerical simulations, CAD systems).
In this course we will discuss the whole mesh-based geometry processing pipeline: We start with 3D model acquisition (e.g. laser scanning, Kinect scanning), followed by surface mesh generation. The resulting meshes then have to be optimized with respect to different (application-dependent) quality criteria: Mesh smoothing removes noise, mesh simplification reduces the number of triangles while preserving the overall shape, mesh compression aims at compact storage. Finally, we will also talk about interactive deformation and animation. Besides these methods students will also learn about some fundamental concepts in geometry processing, which are used in most of the approaches (e.g. discrete differential geometry, solving partial differential equations on a mesh).
To facilitate a better understanding, many of the discussed techniques will be implemented in the programming exercises, which are organized as 3-4 mini projects.

Das Modul baut auf Grundkenntnissen in linearer Algebra und Analysis auf.
Komeptenzen, wie sie beispielsweise im Modul "Wissenschaftliches Rechnen" (39-Inf-WR) erworben werden können sind hilfreich, aber nicht notwendig.
Kompetenzen, wie sie im Modul 39-Inf-CG erworben werden können, sind für den erfolgreichen Abschluss dieses Moduls notwendig.
Das Bearbeiten der praktischen Übungsaufgaben erfolgt in C++.

39-Inf-CG
Knowledge as in the modules 24-M-Inf-1 and 24-M-Inf-2
The lecture "Scientific Computing" (39-Inf-WR) is helpfull, but not strictly required.
Knwoledge in C++

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