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Vorlesung: Einführung in die Computergrafik (SoSe 2013)

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

 

Aktuelles:

  • (18.07.2013) Die mündlichen Nachprüfungen werden am Anfang des Semesters durchgeführt. Anmeldungen zu den Nachprüfungen bitte per 
E-Mail an Prof. Hinrichs.
  • (18.07.2013) Die Klausureinsicht findet am Freitag, dem 26. Juli 2013, um 11 Uhr im Lichthof in der 6. Etage statt.
  • (18.07.2013) Die Klausurergebnisse hängen am Büro von Prof. Hinrichs (Raum 606) aus.
  • (02.07.2013) 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.
  • (01.07.2013) Für Aufgabe 22 wird Aufgabe 16 benötigt, eine Version dieser befindet sich bei den Beispiellösungen.
  • (27.06.2013) Übungsblatt 11 ist online.
  • (20.06.2013) Übungsblatt 10 ist online.
  • (13.06.2013) Übungsblatt 9 ist online.
  • (31.05.2013) Am 14.06.2013 findet eine Vorlesung statt. Die Besprechung des Übungsblatts 8 wird auf den 18.06.2013 um 8 Uhr c.t. gelegt.
  • (31.05.2013) Übungsblatt 8 ist online.
  • (16.05.2013) Übungsblatt 7 ist online.
  • (14.05.2013) Die Übung am 15.05.2013 findet um 9 Uhr c.t. statt.
  • (08.05.2013) Das Projektübungsblatt (Übungsblatt 6) ist online.
  • (08.05.2013) Übungsblatt 5 ist online.
  • (02.05.2013) Übungsblatt 4 ist online.
  • (02.05.2013) Am Freitag, 03.05.2013, findet eine Vorlesung statt. Übungen werden an den folgenden Terminen abgehalten: 10.05. (Besprechung Blatt 2), 14.05. (Besprechung Blatt 3), 15.05. (Besprechung Projektübung und Besichtigung des VR-Labors), 17.05. (Besprechung Blatt 4)
  • (25.04.2013) Übungsblatt 3 und die für Aufgabe 6 benötigten Dateien sind online.
  • (18.04.2013) Übungsblatt 2 ist online.
  • (16.04.2013) Die inoffizielle Anmeldung zu den Übungen ist nun über das Kursbuchungssystem des FB 10 möglich. Diese ist lediglich dazu da, dass wir einen Überblick über die Übungsteilnehmer haben und ersetzt keine offiziellen Anmeldungen zu der Veranstaltung.
  • (16.04.2013) Das C++-Framework für die Übung ist zum Download verfügbar.
  • (16.04.2013) Die Klausur findet statt am Dienstag, 16. Juli 2013, 8:00 Uhr, im Hörsaal M1.
  • (11.04.2013) Übungsblatt 1 ist online.
  • (10.04.2013) Der Freitagstermin wird verlegt, die Veranstaltung findet Freitags von 10:15 Uhr bis 12:00 Uhr im Hörsaal M6 statt.
  • (09.04.2013) Die Vorlesung findet Mittwochs im Hörsaal M6 und nicht im M5 statt.
  • (22.01.2013) Vorlesungsbeginn: 09.04.2013, 8 Uhr c.t., Hörsaal M6
  • (22.01.2013) 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 und Mittwoch jeweils 8:15-10:00 Uhr, Freitag 10:15-12:00 Uhr
Beginn: 09.04.2013
Ort: Hörsaal M6

Klausur:

Zeit: Dienstag, 16. Juli 2013, 8:00 Uhr
Ort:  Hörsaal M1

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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