Vorlesung 3D-Computergrafik
Dr.-Ing. Axel Hoppe
Umfang: 2SWS Vorlesung, 2 SWS Übung
Aktuelles
- 22. 4. 2007: Unter Scheine finden sich aktuelle Infos über die Scheine.
- 30. 8. 2006: Unter Aufgabe ist die Aufgabe zur Erlangung des Scheins online.
- 11. 7. 2006: Am 11. 7. entfällt die Vorlesung.
- 11. 6. 2006: Am 13. 6. entfällt die Vorlesung wegen eine Dienstreise.
- 04. 6. 2006: Der 6. 6. ist vorlesungsfrei.
Scheine
In der folgenden Tabelle finden sich die Teilnehmer, von denen eine Arbeit bei mir eingegengen ist und ein Vermerk, ob der Schein erworben wurde. Informationen darüber, wann der Schein bei Frau Thomsen liegt, befinden sich in einer Mail an die Scheinempfänger.
| Lfd. Nr. | Name | Vorname | Schein? |
|---|---|---|---|
| 1 | Attenberger | Andreas | ja |
| 2 | Erhardt | Christoph | ja |
| 3 | Friedmann | Oliver | ja |
| 4 | Giorgio | Marino | ja |
| 5 | Huber | Florian | ja |
| 6 | Kaczkowski | Mark | ja |
| 7 | Kahl | Alexander | ja |
| 8 | Maugg | Christian | ja |
| 9 | Powalowski | Piotr | ja |
| 10 | Rogge-Solti | Andreas | ja |
| 11 | Sauerwein | Katrin | ja |
Termin und Ort
- Vorlesung: Dienstags, 14–16 Uhr
Ort: Theresienstraße 39, Raum 112 - Übung: Montags, 14–16 Uhr und 16–18 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.
Die Vorlesung ist für Studierende der Medieninformatik im Hauptstudium und Informatik im Hauptstudium geeignet.
Vorlesung
Grundlagen
- Historischer Kontext und Meilensteine der 3D-Computergraphik und -animation
- Eingabegeräte für die Interaktion
- Ausgabegeräte
- Grundsätzlicher Prozess der Bilderzeugung auf dem Rechner
Grundlegende Aufgaben der Computergraphik am Beispiel der 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
| Thema | Dokument |
|---|---|
| Vorschau-Texturen | Archiv, 26 KB |
| Richtlinien: Style Guide und Tipps, Einrichten der Arbeitsumgebung, Arbeit auf dem Terminalserver | PDF, 295 KB |
Dokumentation der Übungen – Gesamtdokument
| Thema | Dokument |
|---|---|
| Alle Übungen in einem Dokument | PDF, 2.2250 KB |
Konstruktions-Skizzen
| Thema | Dokument |
|---|---|
| Stall | PDF, 33 KB |
| Tempel | PDF, 47 KB |
| Torbogen | PDF, 34 KB |
| Wohnhaus | PDF, 34 KB |
| Animation der Kamera | PDF, 58 KB |
| Animation eines Pendels | PDF, 67 KB |
| Planung der Ausleuchtung und des Setzens der Kamera | PDF, 169 KB |
Aufgabe
Beschreibung
Ziel für die Erlangung des Scheins ist der Nachweis, dass der Teilnehmer selbständig eine komplexe Aufgabenstellung zur 3D-Visualisierung mit dem Werkzeug 3D Studio MAX umsetzen kann und dabei alle Phasen der Erstellung gerenderter Bilder bewusst ingenieurtechnisch koordiniert absolviert.
Dazu sind für einen ausreichend komplexen Sachverhalt von jedem Teilnehmer
- eine Grob-, Animations- und Detailplanung zu erstellen,
- diese Planungen in einer Dokumentation festzuhalten,
- eine Szene zu modellieren,
- möglicherweise zu animieren,
- Materialien zu definieren,
- Texturen zu erstellen,
- Maßnahmen zur Inszenierung zu ergreifen und
in Form ausgewählter Daten abzugeben.
Die genaue Aufgabenstallung findet sich im PDF-Dokument im Abschnitt "Download".
Material zum Download
| Thema | Dokument |
|---|---|
| Aufgabe | PDF, 835 KB |
| Beispiel-Dokumentation | PDF, 418 KB |
| Komplette Beispiellösung eines hypothetischen Studierenden Thomas Georg Müller | PDF, 12.094 KB |
Literatur und Links
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
Links zu 3D Studio MAX
Hier ein einige Links mit mehr Informationen zu MAX und Modellierung (zusammengestellt von Tobias Lang):
