Lectures

Computergrafik Lehrbrief

Weiterbildender Masterstudiengang Software Engineering und Informationstechnik


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© $-2013$ Stefan Röttger
© $2013-$ Matthias Hopf

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3D Grundlagen

Lernziel: Überblick über das Grundprinzip der perspektivischen Projektion und deren Implementierung in der sogenannten 3D Grafik-Pipeline.

Lernzielkontrolle:

Aufzählung der einzelnen Pipelinestufen und Erklärung ihrer Funktion.

Grafische APIs und OpenGL

Lernziel: Einführung und praktische Benutzung der OpenGL API.

Lernzielkontrolle:

Fähigkeit, das Grundgerüst eines OpenGL-Programms zu erstellen
Bearbeitung von Übung Nr. 1

Geometrische Grundlagen

Lernziel: Verständnis von Vektorrechnung, homogenen Koordinaten und affinen Transformationen.

Lernzielkontrolle:

Parametrische Definition von Linien und Flächen im Raum.
Angabe einer beispielhaften Rotations-, Translations- und Skalierungsmatrix.
Kontrollrechnung des Transformationsbeispiels.

3D Darstellung

Lernziel: Verständnis von Welt-, Modell-, Kamera-, Augen- und normalisierten Device-Koordinaten.

Lernzielkontrolle:

Nennung der Definitionsgrößen des View Frustum und der Kamera.
Berechnung einer uniformen Projektionsmatrix mit $n=0.1, f=10, w=h=1$.
Berechnung der MVP mit obigen Größen und Blick auf den Ursprung vom Augpunkt $(-10,0,0)$.

Matrizen-Rechnung

Lernziel: Rechnen mit Matrizen und Vektoren mit GLM.

Lernzielkontrolle:

Berechnung von Matrix-Matrix Multiplikationen und Ausgabe des Ergebnisses.
Erstellen einer Rotationsmatrix.

Hierarchische Modellierung

Lernziel: Verständnis für hierarchische ModelView-Matrizen.

Lernzielkontrolle:

Fähigkeit, ein hierarchisches aufgebautes Modell zu implementieren.
Bearbeitung von Übung Nr. 2

OpenGL Shader

Lernziel: Kenntnis von Shadern und deren Programmierung mit GLSL bzw. WebGL.

Lernzielkontrolle:

Fähigkeit, Vertices mit Shadern zu verarbeiten und Fragmente zu berechnen.
Bearbeitung von Übung Nr. 3

Rasterisierung

Lernziel: Kenntnis von Transparenz und Blending mit OpenGL.

Lernzielkontrolle:

Berechnung von $(1,0.5,0.1)$ over $(0.1,0.5,1)$ mit $\alpha=0.5$.
Nennung der beteiligten OpenGL Befehle für obiges Beispiel.

Texturen

Lernziel: Texturkoordinaten und Texturierung mit OpenGL.

Lernzielkontrolle: Beschreibung der Filtermöglichkeiten und deren Vor- und Nachteile. Erstellen, Hochladen und Nutzen einer Textur.

Beleuchtung

Lernziel: Lokale und globale Beleuchtungsmodelle.

Lernzielkontrolle: Qualitatitve Beschreibung der Unterschiede von Flat-, Gouraud- und Phong-Shading und der Parameter des Blinn-Phong Beleuchtungsmodells.

Textur-Anwendungen

Lernziel: Mögliche Verwendungszwecke für Texturen

Lernzielkontrolle: Effekte von Texturfiltern, Implementierung von Bumpmapping im Fragment-Shader.

Fürs Selbststudium


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