Modul Computergrafik und Computer Vision, Medieninformatik (Bachelor) (SPO 6)
Die Studenten lernen visuelle Wahrnehmungen und ihre Erzeugung durch die Mittel der modernen Computergrafik in grundlegenden theoretischen Details ebenso wie in der praktischen Anwendung zu verstehen und anzuwenden. Die 3D-Programmierung virtueller Welten sowie der Umgang mit Farbmodellen, Texturen und grafischen Effekten werden in Theorie und Praxis beherrscht.
Die Studierenden lernen exemplarisch Speicherung, Codierung und Darstellung zwei-dimensionaler Grafiken im Computer und externen Speichermedien kennen und anzuwenden.
Sie werden in die Lage versetzt ihre mathematischen Fähigkeiten auf einfache Bereiche der Computergrafik anzuwenden, wie
die Verwendung von Koordinatensystemen, die Modellierung drei-dimensionaler Objekte mit Polygonen, den Entwurf von Algorithmen, um zum Beispiel Schnitte geometrischer Objekte zu berechnen.
Die Studierenden lernen Verfahren zur Fotorealistischen Erzeugung von Bildern am Beispiel von Raytracing-Techniken kennen und anzuwenden.
Sie können im Ortsraum und Modellraum mit homogene Koordinaten beschreiben und durchführen.
OpenGL kann in Grundzügen praktisch zur Programmierung eingesetzt werden.
- 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/
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.
- Detaillierte Aufgabenbeschreibung
- Quelltextrahmen
Die Lösungen der Aufgaben werden in den Übungen dem Dozenten präsentiert und diskutiert.
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.