Computer Graphics
TU Braunschweig

Echtzeit-Computergraphik SS'24
Vorlesung mit Übung

Prof. Dr.-Ing. Martin Eisemann

Hörerkreis: Master
Kontakt: ecg@cg.cs.tu-bs.de

Modul: INF-CG-29
Vst.Nr.: 4216009, 4216015

Aktuelles

Leider gab es Unstimmigkeiten in der Terminplanung für die Übung.
Diese findet jetzt Donnerstags, um 09:45 - 11:15 Uhr im Raum RR 58.4 am Rebenring 58 statt.

Teambildung

Tragen Sie ihre Gruppen in die Teamtabelle (verlinkt in den Kickoff Slides zur Übung) ein.
Vollständige Gruppen melden sich bei friederichs@cg.cs.tu-bs.de und erhalten dann Zugriff auf ihr
Gruppenrepository.

Dazu müssen Sie sich einen Account unter https://git.cg.cs.tu-bs.de anlegen. Tragen sie
den gewählten Benutzernamen oder die y-Nummer ebenfalls in die Teamtabelle ein.

Die URL zum jeweiligen Gruppenrepository lautet:

https://git.cg.cs.tu-bs.de/ECGSS2024/G##

wobei Sie ## durch Ihre Gruppennummer aus der Teamtabelle ersetzen.

Hier finden Sie eine ältere Probeklausur und Lösung. Da das Ganze eine Fachhochschulklausur war, sind die Fragen evt. etwas weniger anspruchsvoll, insgesamt weniger und der Inhalt ist nicht exakt gleich, es wurde bspw. OpenGL statt Vulkan verwendet, aber die Pipeline ist die gleiche und so oder so ähnlich könnten Fragen aussehen.

 

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.

 

Anmeldung

Sofern Sie noch keinen besitzen, erstellen Sie einen Account auf unserem Instituts-Git Server — nicht dem TU-GitLab oder GitHub:
- Email: Ihre @tu-bs.de Email Adresse
- Name: wie Ihre @tu-bs.de Email Adresse, z.B m.mustermann

Nutzen Sie zur Anmeldung unser Online-Teilnahmeformular. Dieses finden Sie direkt auf unserer Webseite, unter Teaching > Course Enrollment.
Diese Anmeldung ist informell und ersetzt nicht die Anmeldung über das Prüfungsamt.

Bachelor/Master Hinweis

Auf Antrag (Formular beim Prüfungsamt verfügbar) kann dieser Kurs in der Regel auch im Bachelor belegt werden. Ob dieser Kurs auch regulär in Ihrem Bachelor angeboten wird, entnehmen Sie bitte dem Modulhandbuch und Ihrer Prüfungsordnung.

Inhalt

  • Graphikhardware
  • GPU Programmierung (APIs)
  • Transformationen und homogene Koordinaten
  • Kameramodelle
  • Clipping
  • Modellierung
  • Licht, Materialien, Texturen
  • Optimierung

 

Ort und Zeit

Dienstags, 13:15–14:45 Uhr / Raum IZ 160
Wöchentlich, beginnend am 09.04.2024

Donnerstags, 09:45–11:15 Uhr / Raum RR 58.4 (Rebenring 58)
Wöchentlich, beginnend am 11.04.2024

Präsenzklausur, 30. Juli 2024, 13:15 - 14:45 Uhr / Raum IZ 160 (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.

09.04.2024

Introduction, History, and Linear Algebra [PDF]

16.04.2024

Rasterization and Graphics APIs [PDF | Video]

23.04.2024

Transformations  [PDF] | Video]

30.04.2024

View Transformation and Projection  [PDF | leider kein Video]

07.05.2024

Culling, Clipping, Scan Conversion [PDF | Video]

14.05.2024

Lighting and Textures [PDF | Video]

21.05.2024

Exkursionswoche

28.05.2024

Textures (PDF siehe vorherige Vorlesung)

04.06.2024

Advanced Textures [PDF | Video

11.06.2024

Shadows [PDF | Video]

18.06.2024

Ray Tracing

25.06.2024

Global Illumination

02.07.2024

Volume Rendering / Voxel Graphics

09.07.2024

Final notes

 

Übungen

Die Übungsaufgaben werden jeweils Freitags online gestellt. Am darauffolgenden Freitag werden diese in der Übungsstunde besprochen und im Anschluss die Beispiellösungen online gestellt.

Die Aufgaben eines jeden Übungsblattes sind in Gruppen von zwei bis drei Personen anzufertigen und bis spätestens Donnerstags (Tag der Abgabe) 9:30 Uhr im Git Repository der Gruppe hochzuladen. Die praktischen Aufgaben müssen in der Übungsstunde vorgeführt werden. Arbeitsgruppen vonzwei bis 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

11.04.2024

Kickoff [PDF]
Ausgabe Übung 1 [PDF] - Vector Math, Project Setup

18.04.2024

Besprechung Übung 1
Ausgabe Übung 2 [PDF] - Initialization, Drawing

25.04.2024

Besprechung Übung 2
Ausgabe Übung 3 [PDF] - Scenegraph Transformations

02.05.2024

Besprechung Übung 3
Ausgabe Übung 4 [PDF] - Projective Transformations

16.05.2024

Besprechung Übung 4
Ausgabe Übung 5 [PDF] - Camera Frustum Culling

30.05.2024

Besprechung Übung 5
Ausgabe Übung 6 [PDF] - Shading, Texture Mapping

06.06.2024

Besprechung Übung 6
Ausgabe Übung 7 [PDF] - Normal Mapping, Environment Mapping

13.06.2024

Besprechung Übung 7
Ausgabe Übung 8 [PDF] - Shadow Mapping

20.06.2024

Besprechung Übung 8
Ausgabe Übung 9 - Deferred Shading

27.06.2024

Besprechung Übung 9
Ausgabe Übung 10 - Screen Space Ambient Occlusion

04.07.2024

Besprechung Übung 10

 

Prüfung

Prüfungszeitraum siehe oben unter Ort und Zeit.
Eventuelle Änderungen werden in der Vorlesung und auf dieser Webseite rechtzeitig bekanntgegeben.

  • Prüfungsform: Präsenzklausur
  • 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