Vorlesung 3D-Computergrafik

Dr.-Ing. Axel Hoppe
Umfang: 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung

• Aktuelles
• Termine und Ort
• Inhalt
• Vorlesung
• Übung
• Literatur

Aktuelles

• 12. 7. 2005 Die Aufgabe zur Erlangung des Scheins ist unter "Aufgabe" online.
• 7. 7. 2005 In der letzten Vorlesung am 12. 7. 2005 präsentiert als Beispiel für unterschiedliche Anwendungen für 3D-Computergraphik und -animation die Firma RTT Realtime Technology Ergebnisse ihrer Arbeit. Zudem stellt RTT Möglichkeiten für Praktika, Diplomarbeiten etc. vor.
• 3. 7. 2005 Das Begleit-Material für die Übungen ist vollständig zum Download unter "Übung" verfügbar.
• 6. 6. 2005 Konstruktions-Skizzen sind auf den Seiten unter "Übung" verfügbar. Links und Zugang zum internen Forum sind unter "Literatur & Links" verfügbar.
• 17. 5. 2005 Da der Dienstag nach Pfingsten traditionsgemäß vorlesungsfrei ist, findet heute keine Vorlesung statt.
• 25. 4. 2005 Heute beginnen die Übungen. Material zu den Übungen wird auf der Seite "Übung" zum Download bereitgestellt.
• 19. 4. 2005 Die aktuelle Liste mit den gemeldeten Teilnehmern ist unter "Übung" online. Bitte verifizieren und überprüfen, ob jeder gemeldete Teilnehmer einen Account auf dem Terminalserver hat.
• 8. 4. 2005 Das Seminar in der ersten Woche, am Montag dem 11. 4. 2005 findet nicht statt. Absprachen zur Durchführung des Seminars werden in der Vorlesung am 12. 4. getroffen.

Termine und Ort

• Vorlesung: Dienstags, 14-16 Uhr
  Ort: Theresienstraße 39, Raum E51
• Übung: Montags, 14-18 Uhr
  Ort: Amalienstraße 17, Raum 105

Inhalt

Ziel der Lehrveranstaltung ist es, den Studierenden einen informierenden und praxisorientierten Überblick über das Themengebiet der 3D-Computergraphik und der 3D-Computeranimation zu geben. Hierbei werden neben den Grundlagen für die Erzeugung von Rasterbildern auf Basis einer Modellbeschreibung in 2D als Vorbereitung für die Erzeungung von Bildern auf Basis von 3D-Modellen, den Grundlagen für die dreidimensionale Darstellung, der Erzeugung von 3D-Szenen und der Animation von 3D-Objekten auch grundsätzliche Arbeitszyklen und Kompetenzen bei der Erzeugung und Animation von 3D-Objekten behandelt.

Die Vorlesung wird begleitet von praktischen Übungen mit dem Modellier- und Animationswerkzeug 3D Studio MAX. In den praktischen Übungen wird vor allem darauf fokussiert, dass der Teilnehmer die grundlegenden Arbeitszyklen bei der Erstellung von 3D-Modellen und -animationen absolviert und im Zusammenhang nebst aller dafür notwendigen Kompetenzen, anfallender (Zwischen-)Daten und zur Durchführung notwendigen Schnittstellen aus ingenieurtechnischer Sicht betrachten und einordnen kann.

Für Studierende der Medieninformatik im Hauptstudium und Informatik im Hauptstudium.

Vorlesung

Grundlagen

• Historischer Kontext und Meilensteine der 3D-Computergraphik und -animation
• Eingabegeräte für die Interaktion
• Ausgabegeräte
• Grundsätzlicher Prozess der Bilderzeugung auf dem Rechner

2D Rastergraphik

• Allgemeines, Vorüberlegungen, Anforderungen, Modelle
• Rastern von Linien
• Rastern von Kreisen
• Füllen
• Breite Primitive
• Kappung (Clipping)
• Verfahren zur Verbesserung der Rasterdarstellung
• Geometrische Transformationen in 2D – Grundlagen und Darstellung

3D-Computergraphik

• Allgemeines, Vorüberlegungen und Anforderungen, zu lösende Aufgaben bei der Erzeugung von 3D-Graphiken
• Modell der synthetischen Kamera
• Renderingpipeline
• Formulierung des Sichtkörpers
• Geometrische Modelle, Möglichkeiten der Darstellung
• Projektion
• Ermittlung sichtbarer Flächen
• Shading
• Oberflächendetails – Texturierung
• Farbmodelle
• Beleuchtungsmodelle

3D-Computergraphik aus Sicht des Anwenders

• Grundlegende Vorgehensweisen
• beteiligte Kompetenzen
• Konstruktionstechniken
• Formen der Animation
• Animationstechniken

Übung

Allgemeines

Dokumentation der Übungen - Gesamtdokument

Teil I - Modellierung

Teil II - Animation

Teil III - Inszenierung

Konstruktions-Skizzen

Teilnahme

Für eine Teilnahme am Seminar ist ein Account auf dem Terminalserver des Instituts für Medien-Informatik notwendig. Wer von den Teilnehmern noch nicht über solch einen Account verfügt, bitte beim Übungsleiter per Mail mit folgenden Angaben melden:

Betreff: 3dcg
Inhalt: Name, Vorname, Kennung im CIP-Pool

Literatur

Empfohlene Literatur

• Foley, van Dam, Feiner, Hughes: Computer Graphics, Principles and Practice. Zweite Auflage, Addison Wesley.
  ISBN 0-201-84840-6

Weiterführende Literatur

• Alan Watt: 3D Computer Graphics. Addison Wesley
  ISBN 0-20-139855-9
• David F. Rogers, J. Alan Adams: Mathematical Elements for Computer Graphics. Second edition, McGraw Hill.
  ISBN 0-07-053530-2
• David F. Rogers: Procedural Elements of Computer Graphics. Second edition, William C Brown Publishers.
  ISBN 0-07-053548-5

Material zu 3D Studio MAX

Hier ein einige Links mit mehr Informationen zu MAX und Modellierung (zusammengestellt von Tobias Lang):

• http://www.cgtalk.com
• http://www.highend3d.com
• http://www.3dbuzz.com

Austausch: Internes Shark™- und 3D-Studio MAX-Forum

1 Zugang

Der Zugang zum Forum ist zweigeteilt:

Zugang zu Forumsseiten über globalen Passwortschutz und

anschließende individuelle Benutzerverwaltung.

Der allgemeine Zugang zum Forum ist passwortgeschützt. Dies geschieht aus urheberschutzrechtlichen Gründen und soll den Zugang für die allgemeine Öffentlichkeit zumindestin Grenzen halten.

Dieser allgemeine Zugang wird global pro Lehrveranstaltung vergeben und wird an jeden an der Lehrveranstaltung angemeldeten Teilnehmer innerhalb der Übungen mitgeteilt.

Nach dem ersten globalen Zugang muss sich jeder Benutzer einen individuellen Forums-Account zulegen, um die Inhalte des Forums nutzen zu können.

URL: http://www.shark3d-user.de/forum/index.php

2 Gepflogenheiten

Das Forum ist zum Austausch von Informationen, Ideen und Tipps und zur Klärung von Fragen um die beiden großen Bereiche

• Arbeiten mit dem 3D Studio MAX und
• Arbeit mit der Shark™-Engine

gedacht. Dementsprechend ein paar Gepflogenheiten, die für einen gepflegten Informationsaustausch ja eigentlich selbstverständlich sind:

• Dieses Forum ist kein öffentlich zugänglicher Bereich, sondern nur ehrlich an den oben angesprochenen Themenbereichen Interessierten zugänglich.
• Der Ton in diesem Forum ist sachlich und problembezogen - nach Möglichkeit kurze, konzentrierte Fragen und ebensolche Antworten.
• Jeder Teilnehmer geht mit den allgemeinen Zugangsdaten und vor allem mit den individuellen Zugangsdaten verantwortungsbewusst um.
• Jeder interessierte Teilnehmer legt sich bitte insbesondere für eine Teilnahme an den Diskussionen einen individuellen Forums-Account an.

Jedes Handeln gegen diese Gepflogenheiten hat Restriktionen bzw. die Disqualifikation aus diesen Foren zur Folge.