3D-Modellierung (PTI 829)

Modulnr.
PTI829
Modulname
3D-Modellierung
Dozent(en)
Prof. Dr. W. Remke, FB PTI
Studiengäng(e):
Semester: 7. Semester (WS)
Informatik (B. Sc.)
ECTS-Punkte: 4
Studienrichtung(-en)/-schwerpunkt(-e):
Lehr- und Lernformen in h:
Vorlesung
30 (2 SWS)
Praktikum
15 (1 SWS)
Vor-/ Nachbereitung
45
Selbststudium
30
alle
Arbeitsaufwand in h: 120
Lernziele
Die Studierenden kennen die mathematischen und algorithmischen Prinzipien von Modellierungs- und
Render-Software sowie die wichtigsten Datenstrukturen zur Repräsentation von 3D-Modellen.
Sie sind in der Lage, mit Hilfe von 3D-CAD-Software virtuelle Welten am Computer zu entwerfen und
komplexe, auf polygonalen Netzen basierende 3D-Szenen mit Hilfe von OpenGL photorealistisch
darzustellen.
Lehrinhalte
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Kategorien von 3D-Modellen
Drahtmodelle / Flächenmodelle / Volumenmodelle / Möglichkeiten und Grenzen der Modelltypen
Funktionsweise von Volumenmodellierern
Constructive Solid Geometry / Boundary Representation / Voxel- und Octree-Modelle / Hybride
Modelle / Allgemeine Generierungstechniken / Gestaltändernde Operationen / Numerische
Testverfahren / Praxis am 3D-CAD-System
Beschreibung von 3D-Szenen mittels Szenegraphen / Umsetzung von Szenegraphen mittels 3DCAD-Software und objektorientierten Programmiersystemen
Polygonale Netze
Polygonale Netze und Volumenmodellierung / Datenstrukturen für polygonale Netze /
Konstruktion von Dreiecksnetzen / Polygonale Netze und Quadriken in OpenGL
Projektionen
Mathematische Beschreibung / Projektionen im kanonischen Bildraum /
Normalisierungstransformation des Bildraumes / Projektionen in OpenGL
Hidden Line und Hidden Surface Algorithmen
Prinzipien von Hidden Line Algorithmen / Z-Puffer-, Scan-Line- und Raytracing-Algorithmen
Beleuchtung und Schattierung
Das Phongsche Beleuchtungsmodell / Flat-, Goraud- und Phong-Shading / Rekursives Raytracing
/ Beleuchtung und Schattierung in OpenGL / Praxis am 3D-CAD-System
Materialien und Texturen
Einfarbige Materialien / Transparenz und Alpha-Blending / Mapping von Texturen auf 3D-Flächen
und Körpern / Bump-Mapping / Materialien und Texturen in OpenGL / Praxis am 3D-CAD-System
Literatur:
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J. Encarnacao/W. Straßer/R. Klein: Graphische Datenverarbeitung 2 – Modellierung komplexer Objekte und
photorealistische Bilderzeugung, R. Oldenbourg Verlag München Wien
James D. Foley/Andries van Dam/Steven K. Feiner/John F. Hughes/Richard L. Phillips: Grundlagen der Computergraphik
– Einführung, Konzepte, Methoden, Addison-Wesley Publishing Company
Michael Bender/Manfred Brill: Computergrafik – ein anwendungsorientiertes Lehrbuch, Carl Hanser Verlag München Wien
Alan Watt:, 3D-Computergrafik, Pearson Studium München
Alfred Nischwitz/Peter Haberäcker: Masterkurs Computergrafik und Bildverarbeitung, Vieweg Verlag Wiesbaden
Voraussetzungen/Vorkenntnisse
Inhalt entsprechend der Module
PTI816 - Computergrafik
PTI825 - Grafikprogrammierung
Leistungsnachweise
Art:
Vorleistungen:
Alternative Prüfungsleistung (Softwareprojekt) 50%
Mündliche Prüfung
50%
Zeitdauer: 20 min
keine
Erarbeitet am: 03.11.2008
durch: Prof. Remke