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Vorlesung: Einführung in die Computergrafik (SoSe 2014)

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

 

Aktuelles:

  • (18.07.2014) Die Klausureinsicht findet am Mittwoch, dem 23. Juli 2014, um 10 Uhr im Lichthof der 6. Etage statt.
  • (18.07.2014) Teilnehmer, die sich für die mündliche Prüfung angemeldet haben, und Teilnehmer, die die Klausur nicht bestanden haben und deshalb die mündliche Prüfung wahrnehmen möchten, müssen sich per E-Mail bis zum 31.07.2014 bei Prof. Hinrichs melden, um einen Termin für die Prüfung zu erhalten. Die Prüfungen finden voraussichtlich am 09.09.2014 und am 10.09.2014 statt.
  • (18.07.2014) Die Klausurergebnisse hängen an der Tür von Raum 606 aus.
  • (07.07.2014) Am Mittwoch den 09.07. findet eine reguläre Vorlesung statt, die letzen beiden Übungsaufgaben werden am Freitag vor der Projektvorstellung besprochen.
  • (27.06.2014) Folgende Themen werden in der 2-stündigen Klausur nicht abgefragt: Quaternionen, Eulertransformation, Szenenmodellierung und Texturierung.
  • (27.06.2014) 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.
    Bitte tragen Sie bis spätestens zum 11. Juli ein, an welcher Klausur Sie teilnehmen möchten.
  • (25.06.2014) Die Vorstellung der Projektübung am 11.07. soll, wenn möglich, auf dem eigenen Laptop stattfinden. Falls das nicht möglich ist, bitten wir die Teilnehmer uns frühzeitig darüber zu informieren, damit sichergestellt werden kann, dass ein Rechner, auf dem das Projekt läuft, zur Verfügung steht. Der Quellcode und andere für das Projekt benötigte Dateien müssen erst zum 11.07. abgegeben werden.
  • (12.06.2014) Übungsblatt 9 ist online.
  • (02.06.2014) Nützliche links, die bei der Bearbeitung des Projektübungszettels hilfreich sein könnten: Blender (3D-Modellierung), OpenGL-Tutorials.
  • (02.06.2014) Die ersten Beispiellösungen wurden in den Bereich Vorlesungsmaterialien hochgeladen.
  • (28.05.2014) Am 06.06. 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.
  • (28.05.2014) Am 30.05. findet keine reguläre Übung statt. Stattdessen werden wir an diesem Termin einige Techniken erläutern, die für die Bearbeitung des Projektübungszettels nützlich sein können. Das Übungsblatt 5 wird anstelle einer Vorlesung am 03.06. um 8:00 Uhr c.t. besprochen. Anstelle einer Vorlesung findet am 04.06. eine Fragestunde zu Problemen bei der Bearbeitung des Projektübungszettels statt.  
  • (28.05.2014) Übungsblatt 8 ist online.
  • (22.05.2014) Der Programmrahmen für Aufgabe 16 ist online.
  • (22.05.2014) Übungsblatt 7 ist online.
  • (21.05.2014) Das Update für Übungsblatt 6 ist online. Das angepasste Framework für Aufgabe 16 wird umgehend nachgereicht.
  • (15.05.2014) Übungsblatt 6 ist online. Außerdem steht ein neues VISCG-Framework zur Verfügung, das den Fensterkoordinaten-Bug behebt und neue Funktionen zur Erzeugung von einfachen geometrischen Gebilden wie Kugel, Torus und Zylinder beinhaltet. 
  • (09.05.2014) Übungsblatt 5 und das Projektübungsblatt sind online.
  • (06.05.2014) Es ist ein Update für Übungsblatt 4 erschienen. Auf dem neuen Blatt ist eine zusätzliche Aufgabe über Rotationen dazugekommen.
  • (02.05.2014) Übungsblatt 4 ist online.
  • (24.04.2014) Übungsblatt 3 ist online.
  • (17.04.2014) Übungsblatt 2 ist online.
  • (17.04.2014) Es ist ein Update des Materials für Aufgabe 2 verfügbar. In der neuen Version wird erstmals Mac OS X unterstützt.
  • (10.04.2014) Übungsblatt 1 ist online.
  • (09.04.2014) 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 nicht die offiziellen Anmeldungen zu der Veranstaltung.
  • (02.04.2014) Vorlesungsbeginn: 08.04.2013, 8 Uhr c.t., Hörsaal M4
  • (02.04.2014) 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: 08.04.2013
Ort: Hörsaal M4

Klausur:

Zeit: Dienstag, 15. Juli 2014, 08:00 Uhr bis 12:00 Uhr
Ort:  Hörsaal M2

Vorlesungsfolien

Übungsmaterialien

Übungsblätter

Beispiellösungen

Organisatorisches und Vorlagen

C++

  • Als Entwicklungsumgebung für C++ empfehlen wir den Qt Creator, dieser kann hier heruntergeladen werden (Open Source).
  • Alternativ kann unter Windows z.B. auch Visual Studio verwendet werden. Der Download von verschiedenen Versionen von Visual Studio ist über Microsoft Dreamspark (früher MSDN Academic Alliance) möglich. Natürlich funktionieren auch Eclipse (mit C++-Plugin), Xcode oder andere IDEs.
  • C++ Reference (z.B. zu Dateioperationen)

OpenGL

  • Gesammelte Dokumentation zu OpenGL ist beim OpenGL SDK zu finden.

Literatur

Die Bücher sind in der Informatik-Bibliothek verfügbar.
  • T. Akenine-Moeller, E. Haines: Real-Time Rendering (3. Auflage), A.K. Peters.
  • E. Angel: Interactive Computer Graphics - A Top-Down Approach Using OpenGL (6. Auflage), Addison-Wesley.
  • D. Shreiner, M. Woo, J. Neider, T. Davis: OpenGL Programming Guide (8. Auflage), Addison-Wesley.
  • G. Sellers, R. S. Wright, N. Haemel, OpenGL SuperBible (6. Auflage), Addison-Wesley.
  • T. Budd: C++ for Java programmers, Addison-Wesley.

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