Echtzeit-Computergraphik SS'21
Vorlesung mit Übung
Prof. Dr.-Ing. Marcus Magnor
Hörerkreis: Master
Kontakt: ecg@cg.cs.tu-bs.de
Modul: INF-CG-29
Vst.Nr.: 4216009, 4216015
Beschreibung
In der Vorlesung werden grundlegende Kenntnisse über Architektur und Methoden zur Nutzung moderner Graphikhardware vermittelt. Am Beispiel aktueller APIs werden die einzelnen Komponenten der Rendering-Pipeline behandelt und ihre Programmierung in der begleitenden Übung erläutert und angewendet. Das erlernte Wissen ermöglicht es interaktive Echtzeit-Visualisierungen zu implementieren.
Trotz der Corona-Restriktionen bietet das ICG auch im Sommersemester 2021 die Vorlesung Echtzeit-Computergraphik wie geplant an. Bis auf weiteres muss unsere Vorlesung jedoch online stattfinden. Jede Woche werden die Folien und das entsprechende Material auf diese Webseite hochgeladen.
Bleiben Sie gesund!
Inhalt
- Graphikhardware
- GPU Programmierung (APIs)
- Transformationen und homogene Koordinaten
- Kameramodelle
- Clipping
- Modellierung
- Licht, Materialien, Texturen
- Optimierung
Ort und Zeit
Mittwochs, 9:45–11:15 Uhr / Raum IZ 160 Online (Virtueller Vorlesungsraum)
Wöchentlich, beginnend am 14.04.2021
Freitags, 11:30–13:00 Uhr / Raum IZ G40 Online (Virtueller Übungsraum)
Wöchentlich, beginnend am 16.04.2021
(Klausurähnliche) Hausarbeit mit EvaExam, 28. Juli 2021 9:45 - 11:15 Uhr (90 Minuten)
Vorlesungen
Die Vorlesungsfolien werden im Verlauf des Semsters hier passwortgeschützt zur Verfügung gestellt. Das Passwort wird in der VL bekannt gegeben und kann notfalls beim Betreuer erfragt werden.
22.04.2020
27.05.2020
03.06.2020
10.06.2020
(Ausfall der Vorlesungen während der Corona-Nachholprüfungen)
22.07.2020
Lecture Summary, Exam Preparation
30.06.2021
(Ausfall der Vorlesung)
Übungen
Die Übungsaufgaben werden jeweils Freitags online gestellt und am darauffolgenden Freitag in der Übungsstunde besprochen.
Die theoretischen Aufgaben eines jeden Übungsblattes sind in Gruppen von zwei bis drei Personen anzufertigen und bis spätestens Freitags 9:30 Uhr im Git Repository der jeweiligen Übung hochzuladen. Namen und Matrikelnummer auf den Blättern nicht vergessen.
Die praktischen Aufgaben müssen in der Übungsstunde vorgeführt werden. Arbeitsgruppen von bis zu drei Leuten sind erlaubt, doch muss jeder in der Gruppe selbstständig eventuelle Fragen zu den Aufgaben und dem Code beantworten können.
Die Frameworks und Lösungen wurden auf den Rechnern im CIP Pool getestet. Leider können wir keine direkte Unterstützung für andere Systeme garantieren. Für die Anfertigung der praktischen Aufgaben ist ein Computer mit Linux oder Windows erforderlich. Die Funktion des Frameworks unter Mac OS/X kann nicht garantiert werden. Bei Problemen meldet euch per Email an ecg@cg.cs.tu-bs.de.
Referenzlösungen zu den Aufgaben werden im Anschluss an die Übungen bereitgestellt.
Abgabe am:
Infos [Übungsblatt]
23.04.2021
Übung 1 [PDF + Code im Git] - Vector Math, Project Setup
08.05.2020
Übung 2 [im Git] - Initialisation, Buffers
15.05.2020
Übung 3 [im Git] - Scenegraph Tranformations, Device Creation
22.05.2020 25.05.2020
Übung 4 [im Git] - Perspective Projection, Swapchain Creation
19.06.2020
Übung 5 [im Git] - Pipeline Creation
26.06.2020
Übung 6 [im Git] - Comand Buffer Creation and Usage
10.07.2020
Übung 7 [im Git] - Descriptor Set Creation
17.07.2020
Übung 8 - Code Walkthrough, Q&A
24.07.2020
Exam Preparation
23.04.2021
Übung 1 [im Git] - Vector Math, Project Setup
30.04.2021
Übung 2 [im Git] - Initialization, Drawing
10.05.2021
Übung 3 [im Git] - Scenegraph Transformations
14.05.2021
Übung 4 [im Git] - Projective Transformations
09.06.2021
Übung 6 [im Git] - Shading, Texture Mapping
16.06.2021
Übung 7 [im Git] - Normal Mapping, Environment Mapping
21.06.2021
Übung 8 [im Git] - Shadow Mapping
Prüfung
Prüfungszeitraum siehe oben unter Ort und Zeit.
Eventuelle Änderungen werden in der Vorlesung und auf dieser Webseite rechtzeitig bekanntgegeben.
- Prüfungsform: (Klausurähnliche) Hausarbeit mit EvaExam
- Scheinerwerb durch Bestehen der Prüfung (mind. 50% der Punkte)
- Voraussetzung zum Modulabschluss: mindestens 50% der Punkte aus den Übungen erreicht.
- Klausurteilnahme auch bei Vertiefung empfehlenswert!
- Bachelor und Master Studenten müssen sich beim Prüfungsamt anmelden!
Anforderungen
- Programmierkenntnisse in C/C++
Literatur
- Peter Shirley, Fundamentals of Computer Graphics, Peters, Wellesley 2005
- Andrew Woo, et al., OpenGL Programming Guide, Version 4.1, Addison-Wesley, 1999
- Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, und Naty Hoffman, Real-Time Rendering, 3. Ausgabe, Peters, Wellesley 2018
- Randi J. Rost, John M. Kessenich, Barthold Lichtenbelt, OpenGL Shading Language, 2. Ausgabe, Addison-Wesley, 2006
- Alan Watt, 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1999
- Frank Nielsen, Visual Computing, Charles River Media, 2005
- James Foley, Andries Van Dam, et al., Computer Graphics: Principles and Practice, 2. Ausgabe, Addison-Wesley, 1995