Modul:IAM (SPO 2018):Computergrafik

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Studiengang Interaktive Medien (IAM (SPO 2018))
Studienabschnitt Spezialisierungssphase
ModulkatalogInformatik
Name Computergrafik
Name (englisch) Computer Graphics
Kürzel COMG.WP
Unterrichtssprache Deutsch
Voraussetzungen Empfohlene Kenntnisse: Lineare Algebra (Matrizen, Vektoren, Transformationen)
Verwendbarkeit Bachelorstudiengang Interaktive Medien, Bachelorstudiengang Informatik (FWP), Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (FWP), Bachelorstudiengang Technische Informatik (FWP)
Turnus Üblicherweise im Jahreszyklus; die Lehrveranstaltung wird nur angeboten, wenn sich genügend Teilnehmer anmelden.
Modulart: Wahlpflichtmodul
Wird gehalten: Sommersemester
Studiensemester IAM 4
Dauer 1 Semester
Lehrformen Seminaristischer Unterricht, Praktikum
Credits 8
SWS 6 (Lehre: 2, Praktikum: 4)
Workload Präsenzstudium: 90 h (durchschnittlich 6 h pro Woche)
Eigenstudium: 110 – 150 h (durchschnittlich 7.3 – 10 h pro Woche)
Modulkoordinator(en) Thomas Rist
Lehrende(r)

Die Prüfung wird in diesem Semester angeboten.

Prüfer Peter Rösch
Zweitprüfer Thomas Rist
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdetails Dauer 90 Min
Hilfsmittel
Zeugnisgewichtung 100 %
Benotung Kommanote

Lernergebnisse/Qualifikationsziele

Nach erfolgreicher Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage:

  • Grundlegende Begriffe der Computergrafik zu definieren.
  • Algorithmen zur Darstellung von Szenen zu erklären.
  • Komponenten aus Bibliotheken zu Computergrafik-Anwendungen mittlerer Komplexität zu kombinieren.
  • Quellcode insbesondere bezüglich der Effizienz zu beurteilen.
  • Interaktive Computergrafik-Anwendungen selbständig zu implementieren.

Inhalte

Die Veranstaltung gliedert sich in drei Teile. Zunächst werden grundlegende Methoden und Algorithmen der Computergrafik eingeführt und anhand der Plattenformatierungen Schnittstelle OpenGL praktisch angewendet, wobei die Grafik-Hardware auch direkt mit eigenen Shader-Programmen angesteuert wird.

Ausgestattet mit diesen Grundlagen begeben begeben sich die Teilnehmer in die „Virtuelle Realität“ und verwenden die 3x2m große Projektionsfläche im Labor für 3D-Visualisierung in Kombination mit einem optischen Tracking-System, um mit stereoskopisch dargestellten 3D-Modellen zu interagieren. Die verwendete Software „WorldViz Vizard“ reduziert dabei den Programmieraufwand erheblich und erlaubt eine Konzentration auf den Aufbau der Szene, die Physik-Simulation und die Interaktion.

Abschließend wird die WebGL-Schnittstelle eingeführt und dazu verwendet, 3D-Inhalte plattformunabhängig im Web-Browser darzustellen:

  • Geometrie - Objekte und Transformationen
  • Virtuelle Kamera, Projektionen
  • Beleuchtung und Schatten
  • Texturen und fortgeschrittene Oberflächen-Effekte
  • Interaktion mit dem Benutzer
  • Shader-Programmierung
  • Stereoskopische Ausgabe
  • 3D-Tracking
  • Physik-Simulation
  • Interaktive 3D-Grafik im Web-Browser

Literatur

  • E. Angel: Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with WebGL, 7th Ed., Pearson (2015)
  • J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner: Computer Graphics -- Priciples and Practice, Addison Wesley, 3rd Ed., Pearson (2014)
  • M. Woo, J. Jeider, T. Davis, D. Shreiner: OpenGL Programming Guide, 9th Ed., Addison Wesley (2017)
  • R. J. Rost, J. M. Kessenich, B. Lichtenbelt: OpenGL Shading Language, 3rd Ed., Addison Wesley (2009)
  • Allan Brito: Blender Quick Start Guide, Packt Publishing (2018)
  • PyOpenGL: http://pyopengl.sourceforge.net
  • WorldViz Vizard: http://www.worldviz.com/products/vizard
  • WebGL (khronos): http://www.khronos.org/webgl
  • E. Angel: Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with WebGL, 7th Ed., Pearson (2015)
  • J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner: Computer Graphics -- Priciples and Practice, Addison Wesley, 3rd Ed., Pearson (2014)
  • M. Woo, J. Jeider, T. Davis, D. Shreiner: OpenGL Programming Guide, 9th Ed., Addison Wesley (2017)
  • R. J. Rost, J. M. Kessenich, B. Lichtenbelt: OpenGL Shading Language, 3rd Ed., Addison Wesley (2009)
  • Allan Brito: Blender Quick Start Guide, Packt Publishing (2018)
  • PyOpenGL: http://pyopengl.sourceforge.net
  • WorldViz Vizard: http://www.worldviz.com/products/vizard
  • WebGL (khronos): http://www.khronos.org/webgl
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