Modulbeschreibung

Modul:	Shader Konzepte für Spieleentwicklung Shader Concepts for Games Engineering
Belegnummern:	41.5096 [PVL 41.5097]
Sprache:	deutsch
Zuordnung:	Dualer Master 2021 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module Dualer Master 2021 - Vertiefung TG: Technische und graphische Systeme Master 2021 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module Master 2021 - Vertiefung TG: Technische und graphische Systeme Dualer Master 2013 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module Dualer Master 2013 - Vertiefung TG: Technische und Graphische Systeme Master 2013 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module Master 2013 - Vertiefung TG: Technische und Graphische Systeme MN Data Science 2016 - Katalog M-I_I: Allgemeine Wahlpflicht Informatik
Lehrform:	V+P = Vorlesung+Praktikum
SWS:	2+2
CP:	6
Prüfung:	Klausur (90 Minuten)
Anmeldung zur Prüfung:	explizit und unabhängig von der Belegung
PVL (z.B. Praktikum):	unbenotet (unbenotet [Konzeption und Entwicklung einer Anwendungssoftware in Zweiergruppen])
Häufigkeit des Angebots:	jährlich (zuletzt im SS 2022)
Erforderliche Vorkenntnisse:	Fortgeschrittene Programmierkenntnisse in C/C++ oder Java Grundkenntnisse in Graphischer Datenverarbeitung
Lernziele:	Die Studierenden sollen: die Grundlagen der Shaderprogrammierung verstanden haben und anwenden können. die einzelnen Schritte der Rendering-Pipeline verstehen, die dazu notwendigen Berechnungen aufstellen und programmieren können. für verschiedene Lichtquellen eine einfache Beleuchtungsberechnung auf Basis des Phong-Beleuchtungsmodelles kennen und implementieren können. die theoretischen Grundlagen verschiedener Texturierungsverfahren verstehen und einige ausgewählte Verfahren programmieren können.
Lehrinhalte:	Schwerpunktmäßig beschäftigt sich dieses Modul mit der Integration und Programmierung von sog. Shadern, also kleinen Programmen, die direkt auf der Grafikkarte ausgeführt werden. Mithilfe dieser Shader soll die Rendering Pipeline (Kette von Berechnungsschritten zur Erzeugung von digitalen Bildern und Animationen) sukzessive umgesetzt und verstanden werden. Als Erweiterung der Rendering Pipeline werden die Grundlagen von Beleuchtungs- und Reflexionsberechnung am Beispiel des Phong-Beleuchtungsmodelles erörtert und in den begleitenden Praktika implementiert. Ferner sollen Texturen auf die Grafikarte hochgeladen und dort verarbeitet werden. Mit Texturen werden in der Computergrafik Bilder bezeichnet, die auf die Oberfläche von 3D-Modellen aufgebracht werden. Texturen bieten jedoch noch weitere Anwendungsmöglichkeiten, so können mit geringem Mehraufwand detailreiche Oberflächenbeschaffenheiten von Modellen vorgetäuscht werden (beispielsweise durch Normal- oder Alpha-Mapping), oder komplexere Beleuchtungs- und Reflexionsverhältnisse können einmalig vorberechnet und in einer Textur gespeichert werden.
Literatur:	OpenGL Dokumentation und aktuelle Literatur [s. Skript]
Arbeitsformen / Hilfsmittel:	Vorlesung, Skript, Übungsaufgaben, ergänzende Beispiele
Modulverantwortung:	Benjamin Meyer
Freigabe ab:	WS 2021/2022
Angebot im SS 22:	Meyer,B.
Fachliche Kompetenzen:	Formale, algorithmische, mathematische Kompetenzen: mittel Analyse-, Design- und Realisierungskompetenzen: mittel Technologische Kompetenzen: mittel Befähigung zum Wissenschaftlichen Arbeiten: schwach

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