TU Braunschweig - IRG 3 - Lehre
Computer Graphics, WS 2005/2006
Computer Graphik Vorlesung
Beschreibung:
In der Vorlesung werden die theoretischen und praktischen Grundlagen
der Computergraphik vermittelt. Neben einem allgemeinen Ueberblick
ueber das Gebiet der graphischen Datenverarbeitung liegt der
Schwerpunkt der Vorlesung auf Bildsyntheseverfahren (Rendering). Am
Beispiel des Ray Tracing-Ansatzes werden eine Reihe fundamentaler
Themen der Bilderzeugung sowohl theoretisch als auch praktisch
erklaert. Als Teil der vorlesungsbegleitenden Uebungen entwickeln die
Vorlesungsteilnehmer ihr eigenes Ray Tracing-Programm und lernen auf
diese Weise typische Rendering-Probleme und -Loesungen am praktischen
Beispiel kennen. Am Ende des Semesters wird jeder Student seinen
eigenen funktionstuechtigen Ray Tracer entwickelt (und verstanden)
haben.
Inhalt:
- Grundlagen der digitalen Bilderzeugung
- Physikalische Gesetze des Lichttransports
- Die menschliche visuelle Wahrnehmung
- Der Ray Tracing-Ansatz
- Kameramodelle
- Geometrie und Transformationen
- Objekt- und Szenenmodellierung
- Beschleunigungsstrukturen
- Material- und Reflektionsmodelle
- Textur
- Grundlagen der Bild-Signalverarbeitung
- Sampling
- Anti-Aliasing
Ort und Zeit:
- Jeden Dienstag, Mittwoch und Donnerstag
- 11:30 - 13:00 in Raum M160, 'Informatikzentrum'
- Vorlesungsbeginn: 10.01.2006
Vorlesungsfolien
Anforderungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
Voraussetzungen:
Uebungen:
Waehrend der Uebungen wird jeder Teilnehmer seinen eigenen Ray Tracer
in C++ schreiben. Dazu wird zu Beginn ein gemeinsames
Programm-Grundgeruest bereitgestellt. Die woechentlichen
Uebungsaufgaben bauen aufeinander auf, so dass am Ende des
Semesters jeder Teilnehmer ein vollwertiges Ray Tracing-Programm
entwickelt haben wird. Die Uebungsaufgaben werden jeweils
donnerstags verteilt und die Loesungen bis Dienstag der Folgewoche
von allen Teilnehmern per E-Mail eingeschickt. Eine
Referenzimplementierung der jeweiligen Uebungsaufgaben wird nach
jedem Einsendeschluss online gestellt.
- 12.01.2006 - Assignment 1 [pdf] microTrace01
[zip] Assignment
1 Solution [pdf]
- 19.01.2006 - Assignment 2 [pdf] microTrace02
[zip]
- 26.01.2006 - Assignment 3 [pdf] microTrace03
[zip]
- 02.02.2006 - Assignment 4 [pdf] microTrace04
[zip]
- 09.02.2006 - Ray-tracing Competition [pdf]
- Alan Watt, 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1999
- James Foley, AndriesVan Dam, et al., Computer Graphics :
Principles and Practice, 2. Ausgabe, Addison-Wesley, 1995
- Andrew Glassner, Principles of Digital Image Synthesis,
2 Baende, Morgan Kaufman, 1996
- Andrew Glassner, An Introduction to Ray-Tracing,
Academic Press, 1989, $71
- Peter Shirley, Realistic Ray-Tracing,
AK Peters, ISBN: 1-56881-110-1, 2000, $35
- Andrew Woo, et al., OpenGL Programming Guide, 3.
Ausgabe, Addison-Wesley, 1999
- Randima Fernando, GPU Gems, Addison-Wesley, 2004
Fortgeschrittene Themen:
- Tomas Moeller, Eric Haines, Real-Time Rendering,
AK Peters, ISBN: 1-56881-101-2, 2000, $49.95
- Michael Cohen, John Wallace, Radiosity and Realistic Image
Synthesis, Academic Press, 1993
- Ray Hall, Illumination and Color in Computer Generated
Imagery, Springer, 1988
- Philip Dutre, Global
Illumination Compendium: A Collection of the Important
Formulae, September 2003
- David Ebert et al., Texturing and Modeling - A Procedural
Approach, Academic Press, 1994
