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Vorlesung: Computergrafik I (WiSe 2010/2011)

Prof. Dr. Klaus Hinrichs, Übungen: Florian Lindemann, Sven Strothoff

 

Aktuelles:

  • (01.02.2011) Die mündlichen Nachprüfungen werden am Anfang des Semesters durchgeführt. Anmeldungen zu den Nachprüfungen bitte per E-Mail an Prof. Hinrichs.
  • (01.02.2011) Die Klausureinsicht findet am Freitag, dem 4. Februar 2011, um 11 Uhr im Lichthof in der 6. Etage statt.
  • (01.02.2011) Die Klausurergebnisse hängen am Büro von Prof. Hinrichs (Raum 606) aus.
  • (14.01.2011) Übungsblatt 12 ist online.
  • (11.01.2011) Übungsblatt 11 ist online.
  • (17.12.2010) Projektübungszettel ist online. Unter Organisatorisches und Vorlagen befindet sich ein neuer Programmrahmen mit tgt-Bibliothek, der für den Projektzettel benutzt werden kann. Die Vorstellung der Projekte findet in der Übung am 13. 12. Januar 2011 statt.
  • (06.12.2010) Übungsblatt 9 ist online.
  • (06.12.2010) Übungsblatt 8 ist online.
  • (02.12.2010) Am 07.12.2010 findet die Vorlesung regulär statt, die eigentlich geplanten Vorführungen im VR-Labor werden auf einen späteren Zeitpunkt verschoben.
  • (26.11.2010) Übungsblatt 7 ist online.
  • (25.11.2010) Neuer Klausurtermin: Montag, 31. Januar 2011, 15:00 – 18:00 Uhr (s.t.), Hörsaal M2.
  • (19.11.2010) Übungsblatt 6 ist online.
  • (12.11.2010) Übungsblatt 5 ist online.
  • (09.11.2010) Die Klausur findet statt am Dienstag, 1. Februar 2011, 12:30 - 15:30 Uhr (s.t.) im Hörsaal M2.
  • (05.11.2010) Übungsblatt 4 ist online.
  • (29.10.2010) Übungsblatt 3 ist online.
  • (22.10.2010) Übungsblatt 2 ist online.
  • (20.10.2010) Ab sofort findet die Vorlesung Dienstags 12:05-13:45 Uhr statt.
  • (20.10.2010) Korrigierte Fassung von Übungsblatt 1 ist online (Abgabe am 25.10.2010).
  • (18.10.2010) Der Programmrahmen zur Übung ist online.
  • (15.10.2010) Übungsblatt 1 ist online.
  • (11.10.2010) Anmeldung zu den Übungen beginnt am 12.10.2010 um 14:00 Uhr.
  • (05.10.2010) Übungsbeginn: Mittwoch, 20.10.2010, 10 Uhr c.t., Hörsaal M6
  • (05.10.2010) Vorlesungsbeginn: Dienstag, 12.10.2010, 12 Uhr c.t., Hörsaal M4
  • (16.08.2010) Homepage online

Inhalt:

Die Vorlesung Computergrafik I stellt einen Einstieg in den Bereich der Computergrafik dar, wobei 3D-Computergrafik den Schwerpunkt bilden wird. Es werden die grafischen und geometrischen Grundlagen für die Bereiche der grafischen Benutzerschnittstellen, der technisch-wissenschaftlichen und medizinischen Visualisierung, des Multi-Media und der Virtuellen Realität erarbeitet. In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt:
  • Grundlagen Renderingsysteme,
  • 2D-Algorithmen zur Erzeugung von Primitiven und deren Darstellung,
  • 2D- und 3D-Transformationen,
  • Projektionsverfahren,
  • Texturierung,
  • hierarchische Modellierung,
  • geometrische Modellierung und
  • Sichtbarkeitstestverfahren.
In den zur Vorlesung stattfindenden Übungen werden die vorgestellten Algorithmen vertieft, praktisch erprobt und implementiert. Dazu findet eine Einführung in die 3D-Grafikbibliothek OpenGL statt. Es besteht die Möglichkeit, aufbauend auf dieser Vorlesung Anschlussveranstaltungen des Themenkomplexes zu belegen und bei entsprechender Vertiefung eine Abschlussarbeit in dem Bereich Computergrafik anzufertigen.

Zeit & Ort

Vorlesung:

Zeit: Dienstags 12:05-13:45 Uhr und Donnerstags 10:15-12:00 Uhr
Ort: Dienstags Hörsaal M4, Donnerstags Hörsaal M5

Übungen:

Zeit: Mittwochs 10-12 Uhr c.t.
Ort: Hörsaal M6

Klausur:

Zeit: Montag, 31. Januar 2011, 15:00 - 18:00 Uhr (s.t.)
Ort: Hösaal M2

Vorlesungsfolien

Übungsmaterialien

Übungsblätter

Beispiellösungen

Projektlösungen

 3D Sokoban Arft, Bergmann, Engelter

BloxorzDworczynski, Errouane, Wolters

Soma 3DGiesler, Janzen, Terhürne

 QtTerrainHinz, Schuller, Willems

SonnensystemPoettering, Schnürer

 Asteroids 3DHashim, Scherzinger, Mukhametov

 PongKiehl, Kuhlmann, Winkler

 Dame 3DBurdzinski, Lahn, Walter

Hyper BilliardEgelkamp, Kley, Reher

 Mensch Ärgere Dich Nicht 3DDamerau, Bruns

  

Organisatorisches und Vorlagen

C++

  • Als Entwicklungsumgebung für C++ empfehlen wir den Qt Creator, dieser ist Teil des Qt SDK (Open Source).
  • Alternativ kann unter Windows z.B. auch Visual Studio verwendet werden. Download von Visual Studio 2008 über die MSDN Academic Alliance gibt es hier. Natürlich funktionieren auch Eclipse (mit C++-Plugin), Xcode oder Emacs.
  • Das Qt SDK ist auf den Windows-Rechner im CIP-Pool auf der Brücke installiert. Im Qt Creator muss das Qt-Verzeichnis manuell gesetzt werden, mittels folgender Einstellungen unter Tools / Options / Qt 4 / Qt Versions:
    • Version Name: 2009.04
    • Path: C:\Qt\2009.04\qt
    • MinGW Directory: C:\Qt\2009.04\mingw
    • Default Qt Version: 2009.04
    Diese Einstellungen sind anscheinend auch dann nötig, wenn man den Qt Creator mit einem anderen Benutzer starten möchte, als mit dem der die Installation durchgeführt hat.
  • Auf den Linux-Rechnern im Fachbereich kann der Qt Creator wie folgt gestartet werden:
    • Auf 64-bit-Maschinen: /usr/o0/qt-sdk-2009.04.1/x86_64-ibm-linux/bin/qtcreator
    • Für 32-bit: /usr/o0/qt-sdk-2009.04.1/ix86-ibm-linux/bin/qtcreator
    • Damit man das nicht jedesmal neu eintippen muss, sollte man ein Alias oder einen Symlink darauf definieren.
  • C++ Reference (z.B. zu Dateioperationen)

OpenGL

  • Gesammelte Dokumentation zu OpenGL ist beim OpenGL SDK zu finden.
  • Quick Reference Card zu GLSL
  • Informationen und Downloads zu GLUT, API-Dokumentation zum Nachschlagen.
  • Viele Beispiel-Tutorials zu OpenGL gibt es bei NeHe. Verschiedene Lessons lassen sich über die linke Navigationsleiste auswählen und der Code oder die Projektdateien können dort runtergeladen werden. Projekte lassen sich dann beispielsweise mit Visual Studio öffnen und erstellen.
  • Nate Robbins OpenGL Tutors (light position, projection, transformation)
  • Zusätzlicher OpenGL Extension Header glext.h.
  • Shader-Entwicklungsumgebung Shader Maker 
    • Hinweis für Mac-Benutzer: Die auf der Seite angebotene Mac-Version läuft auf neueren System offensichtlich nicht (Mauszeiger zeigt nur die "Sanduhr"). Selber kompilieren löst das Problem, dazu Quellcode herunterladen, ShaderMaker/src/shadermaker.pro im Qt Creator öffnen und das Projekt erstellen.

Links

Literatur

Die Bücher sind in der Informatik-Bibliothek verfügbar.
  • T. Akenine-Moeller, E. Haines: Real-Time Rendering (Dritter Auflage), A.K. Peters.
  • E. Angel: Interactive Computer Graphics - A Top-Down Approach Using OpenGL (Vierte Auflage), Addison-Wesley.
  • D. Shreiner, M. Woo, J. Neider, T. Davis: OpenGL Programming Guide, Addison-Wesley. Eine ältere Ausgabe zu OpenGL 1.1 ist online verfügbar.
  • E. Angel: OpenGL - A Primer, Addison-Wesley.
  • T. Budd: C++ for Java programmers, Addison-Wesley.

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