Vorlesung: Advanced Topics in Computer Graphics I

Veranstaltung

  • Dozent(en):
  • Beginn: Do., 9. April 2013
  • Zeiten: Di. und Do. 12:30 - 14, LBH III.03a
  • Veranstaltungsnummer: MA-INF 2209
  • Studiengang: Master , Diplom (Hauptstudium)
  • Diplom-Fachgebiet: B
  • Aufwand: 4.0 SWS

Übung

Beschreibung

Digitale geometrische Modelle

Digitale geometrische Modelle finden heute Anwendung in vielen Bereichen, die von industriallen CAD Entwurf und wissenschaftlicher Visualisierung bis zu Spielen und Filmproduktionen reichen.

Die Vorlesung behandlet alle Aspekte digitaler geometrischer Modelle von der Erfassung und Repräsentation bis zu der Ver- und Bearbeitung. Insbesondere werden folgende Themen diskutiert:

  • Methoden zur Generierung von Polygonnetzen (Laser Scanning, Registrierung, Integration einzelner Teile)
  • Repräsentation: Punktbasierte Repräsentationen, Effiziente Mesh Datenstrukturen
  • Verarbeitung: Techniken zur Rekonstruktion, Kompression, Optimierung (Glätten und Remeshing), Simplifizierung und Verfeinerung, Hierarchische Repräsentationen.

Rendering

Die Vorlesung behandelt fortgeschrittene Methoden zur Bilderzeugung, die vor allem auf einen hohen Photorealismus zielen. Einen besonderen Schwerpunkt bilden dabei die Erfassung optischer Materialeigenschaften und deren Nutzung zur hochwertigen Darstellung von Oberflächen.

Die Themen der Vorlesung umfassen im Einzelnen:

  • Radio- und Photometrische Grundlagen
  • Modelle zur Beschreibung optischer Materialeigenschaften und Lichtquellen
  • Transport-, Volumen- und Renderinggleichung
  • Algorithmen zu deren Lösung
  • bildbasierte Rendering Methoden.

Literatur

Digital geometric models

  • Mario Botsch, Leif Kobbelt, Mark Pauly, Pierre Alliez, Bruno Levy: Polygon Mesh Processing CRC Press, 2010

Rendering

  • Henrik Wann Jensen: Realistic Image Synthesis Using Photon Mapping AK Peters, 2001
  • Philip Dutré, Philippe Bekaert and Kavita Bala: Advanced Global Illumination AK Peters, 2003
  • Peter Shirley and R. Keith Morley: Realistic Ray Tracing - Second Edition AK Peters, 2003
  • Matt Phar and Greg Humphreys: Physically Based Rendering: From Theory To Implementation Morgan Kaufmann, 2004

Folien

Übungsaufgaben

Übung G00: Introduction to Matlab
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 120 KB)
Übung G01: PCA and Iterative Closest Points
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 150 KB)
Übung G02: Normal Distribution Transform and Marching Cubes
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 127 KB)
Übung G03: Surface reconstruction from unorganized points
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 126 KB)
Übung G04: Global Optimization for shape fitting
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 666 KB)
Übung G05: Smoothing and Differential Geometry
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 377 KB)
Übung G06: Parametrization
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 745 KB)
Übung R07: Whitted-Raytracing
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 176 KB)
Übung R08: Raytracing2
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 242 KB)
Übung R09: BRDFModels
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 198 KB)
Übung R10: Pathtracing
Übungsblatt  (PDF-Dokument, 676 KB)

Weitere Dokumente