Computer Graphics
TU Braunschweig

Computergraphik - Grundlagen WS'16/17
Vorlesung mit Übung

Prof. Dr.-Ing. Marcus Magnor

Hörerkreis: Bachelor
Kontakt: sekretariat@cg.cs.tu-bs.de

Modul: INF-CG-19, INF-CG-30
Vst.Nr.: INF-CG-008, INF-CG-014

Gewinner der Raytracing Competition 2017
Links: Manuel Behlen, Phil Lindow, Adrian Hippe
Rechts: Frauke Pommerehne, Mai Hellmann, Alexander Manegold

Freigegeben unter den Bedingungen der CC-BY-SA-3.0.

 

Aktuelle Informationen:

  • Die erste Vorlesung findet am Mittwoch den 26.10.2016 statt.
  • Die erste Übung findet am Freitag den 28.10.2016 statt.

 

Beschreibung:

In der Vorlesung werden die theoretischen und praktischen Grundlagen der Computergraphik vermittelt. Neben einem allgemeinen Überblick über das Gebiet der graphischen Datenverarbeitung liegt der Schwerpunkt der Vorlesung auf Bildsyntheseverfahren (Rendering). Am Beispiel des Ray Tracing-Ansatzes werden eine Reihe fundamentaler Themen der Bilderzeugung sowohl theoretisch als auch praktisch erklärt. Als Teil der vorlesungsbegleitenden Übungen entwickeln die Vorlesungsteilnehmer ihr eigenes Ray Tracing-Programm und lernen auf diese Weise typische Rendering-Probleme und -Lösungen am praktischen Beispiel kennen. Am Ende des Semesters wird jeder Student seinen eigenen funktionstüchtigen Ray Tracer entwickelt (und verstanden) haben.

 

Inhalt:

  • Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung
  • Physikalische Gesetze des Lichttransports
  • Die menschliche visuelle Wahrnehmung
  • Der Ray Tracing-Ansatz
  • Geometrie und Transformation
  • Objekt- und Szenenmodellierung
  • Beschleunigungsstrukturen
  • Material- und Reflektionsmodelle
  • Textur
  • Grundlagen der Bild-Signalverarbeitung
  • Sampling
  • Anti-Aliasing

 

Ort und Zeit:

  • Klausur: Freitag, 17.02.2017, 9:45 - 11:15 im IZ 161
  • Klausureinsicht: Montag: 20.02.2017, 9:00-10:00 in G25
  • Vorlesungszeit: 17.10.2016 - 11.02.2016, Weihnachtsferien: 18.12.2016 - 08.01.2017
  • Vorlesungsbeginn ist Mittwoch, 26.10.2016, 9:45-11:15 Uhr im IZ 160

 

Vorlesungsfolien:

Die Vorlesungsfolien und Übungsblätter sind Passwortgeschützt. Das Passwort kann im Notfall beim Betreuer Emmy-Charlotte Förster erfragt werden.

 

Ray-Tracing Competition

Gewinner der Raytracing Competition 2016
Links: Kevin Wegener, Rechts: Martin Busch

 Freigegeben unter den Bedingungen der CC-BY-SA-3.0.

  • Präsentation am 01.02.2017
    (Show picture(s), explain what you implemented and where each contribution shows in your pictures)
  • 5-6 Minuten pro Gruppe
  • Folien und Source Code müssen vor 30.01.2017, 23:59 Uhr eingereicht sein
  • Gruppengröße: 3 Studenten
  • Mögliche Erweiterungen:
    • Build a complex (and pretty!) scene (up to 30 Points)
    • Sophisticated shaders: (scoring depends on complexity!)
      • simple toon shading (15 points)
      • parallax mapping (25 points)
      • subsurface effects (40 points)
    • Depth of field, area/volumetric lights, … (20 points each)
    • MIP-Mapping, procedural textures, motion blur… (30 points each)
    • Tesselated geometry, procedural geometry… (40 points each)
    • Spline surfaces, … (50 points each)
    • Global illumination approaches / Path Tracing (100 points)
    • Or anything else: caustics, halos, spectral rendering, …
  • Freie 3D-Modelle. Beachtet: Polygonal Tris only.

 

 

Zusatzmaterial

Hier findet ihr Zusatzmaterial, welches hilfreich sein könnte.

  • C++-Kompakt - Ein einfache Einführung in C++ (slides)

Mailinglisten und Forum:

In den Mailinglisten werden aktuelle Änderungen und Informationen zur Vorlesung bekanntgegeben.

 

Anforderungen:

Programmierkenntnisse empfohlen. 

Klausur:

  • Die Klausur findet statt am: Freitag, 17.02.2017, 9:45 - 11:15 im IZ 161
  • Klausureinsicht: Montag: 20.02.2017, 9:00-10:00 in G25
  • Voraussetzung zur Teilnahme: mindestens 50% der Punkte aus den Übungen insgesamt erreicht und Teilnahme an der Ray-Tracing Competition.
  • Scheinerwerb durch Bestehen der Klausur (mind. 50% der Punkte)
  • Klausurteilnahme auch bei Vertiefung empfehlenswert!
  • Bachelor und Master Studenten müssen sich beim Prüfungsamt anmelden!

 

Literatur:

  • Matt Pharr und Greg Humphreys, Physically Based Rendering, 2. Ausgabe, Morgan Kaufmann, 2010, ISBN-10: 0123750792
  • Alan Watt, 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1999
  • James Foley, AndriesVan Dam, et al., Computer Graphics : Principles and Practice, 2. Ausgabe, Addison-Wesley, 1995
  • Andrew Glassner, Principles of Digital Image Synthesis, 2 Bände, Morgan Kaufman, 1996
  • Andrew Glassner, An Introduction to Ray-Tracing, Academic Press, 1989, $71
  • Peter Shirley, Realistic Ray-Tracing, AK Peters, ISBN: 1-56881-110-1, 2000, $35