Computer Graphics
TU Braunschweig

Physikbasierte Modellierung und Simulation WS'18/19
Vorlesung mit Übung

Prof. Dr.-Ing. Marcus Magnor

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

Modul: INF-CG-17
Vst.Nr.: 4216010, 4216016

Newton Cradle von Martin Kleppmann

Interference

Beschreibung:

In der Vorlesung werden physikalische Phänomene aus den Gebieten Newtonsche Mechanik und Optik vorgestellt und erläutert. Dabei wird insbesondere auf Berechnungsmodelle eingegangen, die in der Computergraphik zur plausiblen Animation und Simulation solcher Phänomene eingesetzt werden. In den praktischen Übungen können damit interessante virtuelle Experimente und deren Visualisierung durchgeführt werden.

Inhalt:

  • Mechanik
    • Dynamik von Masse-Punkten
    • Dynamik von Starrkörpern (Rigid Bodies)
    • Vorwärts und Inverse Kinematik
    • Kollisionserkennung und -reaktion
    • Masse-Feder Systeme (Mass-Spring Systems)
    • Deformierbare Objekte mit Finiten Elementen
    • Fluide
  • Optik
    • Farbtheorie und Farbräume
    • Matrix Optik
    • Streuung (Scattering)
    • Nicht-lineares Ray Tracing
    • Irisieren und Interferenz

Vorlesungen:

Mittwochs, 16:45 - 18:15, IZ161, Informatikzentrum

17.10.2018

Intro, Newtonian Dynamics [intro] [slides] [mp4]

24.10.2018

Differential Equations [slides] [mp4]

31.10.2018

keine Vorlesung

07.11.2018

keine Vorlesung

14.11.2018

Mass-Spring Systems [slides] [mp4]

21.11.2018

Collision Detection [slides[mp4]

28.11.2018

keine Vorlesung

05.12.2018

Constraint Dynamics [slides]

12.12.2018

Rigid Body Mechanics [slides] [mp4]

Übungen:

Donnerstags, 13:15 - 14:45, G40, Informatikzentrum

18.10.2018

Kick-off

01.11.2018

Abgabe Übungsblatt 1 [pdf] [code] [solution]

15.11.2018

Abgabe Übungsblatt 2 [pdf] [code] [solution]

22.11.2018

Abgabe Übungsblatt 3 [pdf] [code] [solution]

06.12.2018

Abgabe Übungsblatt 4 [pdf[code[solution]

13.12.2018

Abgabe Übungsblatt 5 [pdf] [code] [solution]

20.12.2018

Abgabe Übungsblatt 6 [pdf] [code

10.01.2019

Abgabe Übungsblatt 7 [pdf] [code

17.01.2019

Abgabe Übungsblatt 8 [pdf]

24.01.2019

Abgabe Übungsblatt 9 [pdf]

31.01.2019

Abgabe Übungsblatt 10 [pdf] // Besprechung Übungsblatt 11 [pdf] (optional) // Fragen zur Klausur

Klausur:

Mittwoch, 06.02.2019 um 16:45 Uhr

Anforderungen:

  • Computergraphik 1 und 2
  • Programmierkenntnisse in C/C++

Voraussetzungen:

  • Bachelor/Vordiplom

Literatur:

  • Dieter Meschede, Gerthsen Physik, Springer, 1956-2006
  • Frank Nielsen, Visual Computing, Charles River Media, Graphics Series, 2005

Fortgeschrittene Themen:

  • Andrew Glassner, Principles of Digital Image Synthesis Volume 2, Morgan Kaufmann, 1996
  • Dieter Meschede, Optik, Licht und Laser, Teubner, 1999
  • David H. Eberly, Game Physics, Morgan Kaufmann, Series in Interactive 3D Technology, 2004
  • Erleben, Sporring, Henriksen, Dohlmann, Physics-Based Animation, Charles River Media, Graphics Series, 2005
  • Christer Ericson, Real-Time Collision Detection, Morgan Kaufmann, Series in Interactive 3D Technology, 2005
  • Open Source Physics, Davidson College