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Vorlesung: Einführung in die Computergrafik (SoSe 2012)

Prof. Dr. Klaus Hinrichs, Ulrich Burgbacher, Florian Lindemann, Manuel Prätorius, Sven Strothoff

 

Aktuelles:

  • (13.07.2012) Die mündlichen Nachprüfungen werden am Anfang des Semesters durchgeführt. Anmeldungen zu den Nachprüfungen bitte per 
E-Mail an Prof. Hinrichs
.
  • (13.07.2012) Die Klausureinsicht findet am Freitag, dem 20. Juli 2012, um 11 Uhr im Lichthof in der 6. Etage statt.
  • (13.07.2012) Die Klausurergebnisse hängen am Büro von Prof. Hinrichs (Raum 606) aus.
  • (02.07.2012) Zur Vorbereitung auf die anstehende Klausur wurden Beispiellösungen für die Übungszettel hochgeladen. Viel Erfolg beim Lernen!
  • (25.06.2012) Im Anschluss an die Übung vom 29.06.2012 findet eine Besichtigung des Visualisierungslabors statt.  Im Rahmen der Besichtigung wird den Teilnehmern die Möglichkeit gegeben, neueste Hardware-Technologie (Stereoskopische Displays, Multi-touch Oberflächen, Head-Mounted-Displays) kennenzulernen.
  • (22.06.2012) Übungszettel 11 ist online.
  • (15.06.2012) Übungszettel 10 ist online.
  • (11.06.2012) Die inoffizielle Anmeldung für die Klausur ist jetzt möglich.  Bitte beachten Sie, dass diese Anmeldung nicht die Anmeldung beim Prüfungsamt / QISPOS / etc. ersetzt; sie dient nur zu unserer Übersicht.
  • (08.06.2012) Übungszetttel 9 ist online.
  • (21.05.2012) Der 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 vom 15.06.2012 statt.
  • (18.05.2012) Übungszettel 7 ist online.
  • (16.05.2012) Die Übung am 18.05.2012 fällt aus. Der Übungszettel 5 wird mit Übungszettel 6 gemeinsam in der Übung vom 25.05.2012 besprochen.
  • (15.05.2012) Der Abgabe für Übungszettel 6 ist der 23.05.2012. In der ursprünglich hochgeladenen Version stand ein falsches Datum.
  • (11.05.2012) Übungszettel 6 ist online.
  • (06.05.2012) Die Sprechstunde vom 07.05.2012 wird auf den 09.05.2012 11 Uhr gelegt.
  • (04.05.2012) Übungszettel 5 ist online.
  • (27.04.2012) Übungszettel 4 ist online.
  • (27.04.2012) Die Übung vom 11.05.2012 wird auf den 15.05.2012 8 Uhr c.t. gelegt. Am 11.05.2012 findet stattdessen eine Vorlesung statt.
  • (20.04.2012) Übungszettel 3 ist online.
  • (16.04.2012) Die Klausuranmeldephase hat begonnen. Jeder, der an der Abschlussklausur teilnehmen möchte, muss sich bis spätestens zum 30.04.2012 anmelden. Eine Anmeldung für die Vorlesung reicht nicht aus. Die Anmeldung erfolgt über das QISPOS-System.
  • (13.04.2012) Übungszettel 2 ist online.
  • (09.04.2012) Die Klausur findet am 10.07.2012 von 8 bis 11 Uhr im Hörsaal M2 statt.
  • (05.04.2012) Übungszettel 1 ist online, zusammen mit dem Übungs-Framework in Version 1. Enthalten sind Projektdateien für Qt-Creator und Visual Studio. Diese Projekte können als Grundlage für die erste Aufgabe verwendet werden.
  • (02.04.2012) Anmeldung zu den Übungen ist möglich ab dem 04.04.2012
  • (02.04.2012) Vorlesungsbeginn: 03.04.2012, 8 Uhr c.t., Hörsaal M5
  • (25.01.2012) Homepage online

Inhalt:

Die Vorlesung vermittelt einen Einstieg in den Bereich der Computergrafik, 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 und Übung:

Zeit: Dienstag, Mittwoch und Freitag jeweils 8:15-10:00 Uhr
Beginn: 03.04.2012
Ort: Hörsaal M5

Klausur:

Zeit: Dienstag, 10. Juli 2012, 8:00 - 11:00 Uhr

Ort:  Hörsaal M2

Vorlesungsfolien

Übungsmaterialien

Übungsblätter

Beispiellösungen

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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