Hochschule Darmstadt - Fb Informatik

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Modulbeschreibung
Modul:Computer Graphik

Computer Graphics

Belegnummern:41.4834 [PVL 41.4835; Modul 41.48340]
Sprache:deutsch
Zuordnung: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
Master 2006 - Katalog AS: Anwendungs- und systemorientierte Module
Master 2006 - Vertiefung CG: Computer Graphik
MN Data Science 2016 - Katalog M-I_I: Allgemeine Wahlpflicht Informatik
Lehrform:V+P = Vorlesung+Praktikum
SWS:2+2
CP:6
Prüfung:Klausur
Anmeldung zur Prüfung:explizit und unabhängig von der Belegung
PVL (z.B. Praktikum):benotet (benoteter Fachvortrag inklusive Demonstration der entwickelten Anwendungssoftware sowie vier- bis sechsseitige wissenschaftliche Ausarbeitung)
Anteil PVL:50%
Häufigkeit des Angebots:jährlich (zuletzt im WS 2019/2020)
Erforderliche Vorkenntnisse:Grundkenntnisse in Graphischer Datenverarbeitung
Lernziele:
  • Die Studierenden sollen unterschiedliche Reflexions- und Beleuchtungsverfahren kennen, die Basisberechnungen verstanden haben und umsetzten können, so dass sie vom Ray Tracing abgeleitete Verfahren programmieren können. Weiterhin können sie unterschiedliche Materialeigenschaften und Oberflächenstrukturen simulieren.
  • Sie sollen Mapping Techniken, wie man sie u.a. zur Simulation von Echtzeitbeleuchtung verwendet, kennen.
  • Sie sollen Projektionen von 3D auf 2D berechnen können sowie weiterführende geometrische Transformationen kennen, einordnen und teilweise herleiten können.
  • Die Studierenden sollen Verfahren zur größen-, formen- und farbtreuen Wahrnehmung kennen. Insbesondere soll ihnen das CIE-System bekannt sein und sie sollen in der Lage sein, die Umrechnung vom 3D-Modell in das 2D-Normalfarbsystem herzuleiten.
  • Sie sollen Techniken und diverse Arten von Stereo-Projektion kennen und eigene Projektionen konzipieren können.
Lehrinhalte:
  • Reflexions- und Beleuchtungsmodelle (inkl. physikalischer Grundlagen zur Reflexionsberechnung)
  • Verfahren zur physikalischen Beleuchtungssimulation (diverse Ray Tracing Verfahren u.a. Photon Mapping)
  • Mapping Techniken (u.a. Verfahren zur Beleuchtungssimulation)
  • Verfahren zur Echtzeitbeleuchtungssimulation
  • Weiterführende geometrische Verfahren beispielsweise zur Projektion und Transformation von Objekten.
  • Verfahren zur größen-, formen- und farbentreuen Wahrnehmung (inkl. Wahrnehmung an sich)
Literatur:
  • Foley J., van Dam A. et al. " Introduction to Computer Graphics", Addison Wesley, 1994
  • Nischwitz A., Haberäcker P. "Masterkurs Computergrafik und Bildverarbeitung", Vieweg Verflag, 2004
  • Akenine-Möller T. "Haines E., Real-Time Rendering" A K Peters, 2003
  • Pharr, M., Humphreys, G. "Physically Based Rendering", Elsevier, 2004
  • sowie diverse ACM und IEEE Veröffentlichungen
Arbeitsformen / Hilfsmittel:Seminaristische Vorlesung, Praktikum mit Vortrags-Präsentation und Demonstration der Praktikumsaufgaben am Ende des Semesters, digitale Foliensätze und Klausurbeispiele.
  • Während des Praktikums arbeiten sich die Studierenden in Zweier- oder Dreiergruppen in ein Thema ein, das nur mittelbar mit dem Vorlesungsstoff zusammenhängt.
  • Ein Literaturrecherche, ein Demonstrator, ein wissenschaftlicher Aufsatz von vier bis sechs Seiten sind anzufertigen und die Ergebnisse in einem Vortrag zu präsentieren.
Modulverantwortung:Elke Hergenröther
Freigabe ab:WS 2013/2014
Angebot im WS 19/20:Hergenröther / Bormann
Fachliche Kompetenzen:
  • Formale, algorithmische, mathematische Kompetenzen: mittel
  • Analyse-, Design- und Realisierungskompetenzen: mittel
  • Technologische Kompetenzen: mittel (Physikalisch basiertes Rendering, Echtzeitbeleuchtungssimulation, CIE System, Affine- und projektive Geometrie)
  • Befähigung zum Wissenschaftlichen Arbeiten: hoch
Überfachliche Kompetenzen:
  • Projektbezogene Kompetenzen: mittel
  • Fachübergreifende Sachkompetenzen: Technische und naturwissenschaftliche Grundkompetenz
  • Sozial- und Selbstkompetenzen: Teamfähigkeit, Analysekompetenz, Kompetenz zum Wissenserwerb, Präsentations-, Dokumentations-, Lehr- und Beratungskompetenz

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