Modul Computergrafik und Computer Vision, Medieninformatik (Bachelor) (SPO 5)
Visuelle Wahrnehmungen und ihre Erzeugung durch die Mittel der modernen Computergrafik werden in grundlegenden theoretischen Details ebenso wie in der praktischen Anwendung verstanden. Die 3D-Programmierung virtueller Welten sowie der Umgang mit Farbmodellen, Texturen und grafischen Effekten werden in Theorie und Praxis beherrscht.
- Raster- und Vektorgrafik:
Speicherung, Codierung und Darstellung zwei-dimensionaler Grafiken im Computer und externen Speichermedien. Farbmodelle.
- Mathematische Grundlagen:
Koordinatensysteme, Modellierung drei-dimensionaler Objekte mit Polygonen. Dreieckszerlegung.
Anwendung linearer Algebra und Analysis um typische geometrische Probleme in der Computergrafik zu lösen
- Raytracing:
Photorealistische Erzeugung von Bildern am Beispiel von Raytracing.
Beleuchtungs- und Schattierungsmodelle.
- Transformationen
Grundlagen der Transformationen im Ortsraum, homogene Koordinaten, Modelle und ihre Projektion, Transformationspipeline
- Rasterpipeline:
Rasterung transformierter Objekte, Clipping, OpenGL
- Folien der Präsenzveranstaltung
- Steve Marschner, Peter Shirley. Fundamentals of Computer Graphics. O'Reilly Verlag.
- John Vince. Mathematics for Computer Graphics. Springer-Verlag.
- Matt Pharr, Wenzel Jakob, Greg Humphreys. Physically based Rendering. https://pbrt.org/
- Weitere vertiefende Literatur in der Veranstaltung zu einzelnen Themen.
Im Labor werden werden die in der Vorlesung vermittelten Kenntnisse der Computergrafik anhand folgender Aufgaben praktisch am Rechner vertieft:
- Eine vorhanden Arcade-Game Implementierung muss um eine eigene 2D-Sicht-Komponente ergänzt werden. Dazu kommt eine einfache 2D-API zum Einsatz.
- Ein rudimänter Raytracer auf Basis vorgegebenen Basisbibliotheken soll erstellt werden.
- Die Arcade-Game-Implementierung soll mit einer 3D-Sicht auf Basis einer API wie, z.B. OpenGL oder eigene Transformation, ergänzt werden.
- Als Implementierungssprache kommt C++ zum Einsatz.
- Material der Vorlesung
- Quelltextrahmen
Im ersten Teil der Vorlesung werden elementare Grundlagen der Bildverarbeitung von lokalen Punktoperationen bis zu Filtertechniken und geometrischen Operationen behandelt. Im zweiten Teil werden vermehrt Techniken des maschinellen Sehens, wie z.B. 3D-Techniken und die Hinführung zu Situationsbeschreibungen besprochen.
- Skripte in Folienform
- R. C. Gonzalez, R. E. Woods, "Digital Image Processing", Prentice Hall International. 2008
- Wilhelm Burger, Mark J. Burge, "Principles of Digital Image Processing: Fundamental Techniques", Springer-Verlag London, 2009
Vorlesung mit integrierten Einheiten der Gruppenarbeit.