Computer Graphics
TU Braunschweig

Computergraphik - Grundlagen WS'20/21
Vorlesung mit Übung

Prof. Dr.-Ing. Marcus Magnor

Hörerkreis: Bachelor & Master
Kontakt: cgg@cg.cs.tu-bs.de

Modul: INF-CG-30, INF-CG-24
Vst.Nr.: 4216008, 4216014

Gewinner der Raytracing Competition 2020
Kirstin Rohwer                                                                              Oliver Müller, Johannes Schmechel

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

Aktuelle Informationen

  • Das Modul kann im Master nur belegt werden, wenn dieses oder ein äquivalentes Modul noch nicht im Bachelor-Studiengang belegt wurde.

Trotz der gegenwärtigen Beschränkungen durch COVID-19, wird das ICG die CG-Vorlesung wie geplant anbieten. Das Vorlesungsformat wird sich aber an die Gegebenheiten anpassen und online stattfinden. Wir werden diese Website kontinuierlich mit den entsprechenden Slides und Materialien updaten. Bitte schauen Sie daher regelmäßig nach Änderungen.

Wir werden unsere Vorlesung jeden Mittwoch um 9:45 Uhr streamen. Alle Interessenten sollten sich vor Beginn in den BBB-Raum begeben, vorzugsweise mit eingeschalteter Webcam.

Damit der Kurs glatt abläuft, bitten wir Sie, sich möglichst bald per EMail anzumelden(cgg@cg.cs.tu-bs.de), damit wir sie über unvorhergesehen Änderungen in der Veranstaltung informieren können. Bitte fügen Sie auch Ihre Matrikelnummer und Ihren Studiengang hinzu.

Bleiben Sie gesund!

     

    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

    Mittwochs, 9:45 - 11:15 Uhr Online (Virtueller Vorlesungsraum)

    Wöchentlich, beginned am 21.10.2020

    Freitag, 23.10.2020, 9:45 - 11:15 Uhr Online (Virtueller Vorlesungsraum)

    Wöchentlich, beginnend am 23.10.2020

    TBA

    TBA

    Weichnachtsferien

    Sonntag, 20.12.2020 - Sonntag 10.01.2021

    Vorlesungen

    Die Vorlesungsfolien und Übungsblätter sind durch ein Passwort geschützt. Das Passwort wird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.

    21.10.2020

    Introduction

    21.10.2020

    Ray Tracing Overview [PDF][MP4]

    Übungen

    Die Übungen werden über unseren institutsinternen Git-Server verteilt. Bitte erstellen Sie einen Account auf https://git.cg.cs.tu-bs.de/ und schreiben Sie eine EMail mit Ihrem Account an cgg@cg.cs.tu-bs.de, damit wir Sie in die Gruppe eintragen können.

    Für alle, die versuchen, das Projekt unter Windows zu kompilieren: Die Bildbibliothek hängt von GraphicsMagick (http://www.graphicsmagick.org/) und davon, dass gm.exe im Pfad zu finden ist!

    23.10.2020

    Ausgabe Blatt 01 / Einführung / Setup

    Ray-Tracing Competition

    Gewinner der Raytracing Competition 2019
    Fabian Blömker, Nikkel Heesen und Melvin Scharke                                              Adrian Hoff, Malte Wessels, Hendrik Zajonc

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

    Die Teilnahme an der Ray-Tracing Competition ist Teil der Studienleistung

    Zusatzmaterial

    Hier findet ihr Zusatzmaterial, welches hilfreich sein könnte.

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

     

    Anforderungen

    Programmierkenntnisse empfohlen. 

    Klausur

    • Zugelassene Hilfsmittel:
      • Wörterbuch

    Literatur

    • Andrew Glassner, An Introduction to Ray-Tracing, Academic Press, 1989
    • James Foley, Andries van Dam, et al., Computer Graphics : Principles and Practice, 3. Ausgabe, Addison-Wesley, 2013
    • Andrew Glassner, Principles of Digital Image Synthesis, 2 Bände, Morgan Kaufman, 1996
    • Alan Watt, 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1999
    • Peter Shirley, Realistic Ray-Tracing, 2.Ausgabe, AK Peters, 2003
    • Frank Nielsen, Visual Computing, Charles River Media, 2005
    • Matt Pharr und Greg Humphreys, Physically Based Rendering, 3. Ausgabe, Morgan Kaufmann, 2016
    • Steven J. Gortler, Foundations of 3D Computer Graphics, Mit Press, 2012