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Das Weiterschalten der Folien kann ebenfalls durch das Klicken auf den rechten bzw. linken Folienrand erfolgen.

Grunddaten

  • Modulbezeichnung: CS 581 (9 Leistungspunkte)
  • Wahlpflichtmodul in B.Sc. Informatik, B.Sc Wirtschaftsinformatik, B.Sc. Data Science
  • Auch einsetzbar im als Aufbaumodul (höchstens 18 LP) von M.Sc. Informatik, M.Sc. Wirtschaftsinformatik, M.Sc. Data Science, M.Sc. Mathematik mit Nebenfach Informatik, LAaG Informatik
  • Dieses Modul ersetzt "Grafikprogrammierung I" nach alter Prüfungsordnung
  • Das Modul "Bildsynthese" gelesen im Sommersemester ersetzt "Grafikprogrammierung II" nach alter Prüfungsordnung

Ziele der Vorlesung

  • Kenntnisse zur Erstellung von interaktiven Computergrafik-Anwendungen erlangen
  • Grundlegende Konzepte der Computergrafik erlernen
  • Erfahrungen in praxisrelevanten Programmierumgebungen sammeln
  • Verbesserung der Fähigkeit zum wissenschaftlichen Arbeiten und Lösen von Problemen
  • Selbstständig konkrete Computergrafik-Projekte realisieren können

Gliederung der Vorlesung

  1. Einführung
  2. Grafische Benutzerschnittstellen (wird dieses Jahr übersprungen)
  3. Repräsentation und Darstellung von 2D Objekten
  4. OpenGL-Pipeline
  5. Objekttransformationen
  6. Kameras
  7. Texturen
  8. Buffer Objects
  9. OpenGL Shading Language (GLSL)
  10. Licht und Materialien
  11. Schatten
  12. Spieleprogrammierung

Programmierumgebung

  • Fokus auf Rasterisierungsverfahren
  • OpenGL als Grafikbibliothek
  • GLSL als Shader-Sprache
  • OpenGL/GLSL Programmierung unabhängig vom verwendeten GUI-Framework
  • GUI-Framework: Java (Desktop und Android) oder alternativ in C++
  • GUIs werden heutzutage häufig mit Web-Technologien realisiert, daher auch HTML/Java-Script/WebGL

Organisatorisches

  • Die Veranstaltung besteht aus einer Vorlesung (4 SWS) und einer Übung (2 SWS).
  • Vorlesung: Mo. 08:30 - 10:00 Uhr, Fr. 10:15 - 11:45 Uhr, MZ 6 Hörsaal III A3
  • Übung: Montags im Anschluss an die Vorlesung, MZ 6 Hörsaal III A3
    Start: 28. Oktober 2024

Material zur Vorlesung

  • Webseite:
  • Folien liegen im HTML5 Format vor
  • In Google Chrome kann die Druckfunktion des Browsers verwendet werden, um eine PDF-Datei der Folien zu erzeugen
  • Die Folien werden eventuell vor der Veranstaltung aktualisiert (oder auch kurz nachher)
  • Zwei Versionen der Folien: intern und extern
  • Die internen Folien sind umfangreicher
  • Zum Zugriff auf die internen Folien wird ein Login benötigt

Übungen

  • Anmeldung zur Übung über die Lernplattform ILIAS möglich
  • Tutor: Felix Nitzsche, Mohamed Eldakar
  • Ausgabe der Übungszettel ist immer freitags gegen 12.00 Uhr im ILIAS
  • Aufbau: Ilias-Quiz, ca. 80% praktischer Teil (Programmieraufgaben) und 20% theoretischer Teil (Fragen)
  • Einzelabgaben
  • Ausgabe des ersten Übungszettels am 25. Oktober 2024
  • Abgabe der Übungszettel ist immer freitags 12:00 Uhr mittags
  • Zulassungsvoraussetzungen für die Prüfung:
    • 9 von 11 Übungszettel bestanden (bestanden bedeutet ≥ 50%)
    • Wichtig: Diese Regeln werden strikt umgesetzt (keine Ausnahmen / Sonderbehandlungen)

Prüfung

  • Mündliche Prüfungen
    • ca. 25 Minuten
    • Fragen per Zufallsgenerator (jeweils eine Frage aus jedem Kapitel)
  • E-Klausur
    • Bei mehr als 35 Teilnehmenden muss die Prüfung als E-Klausur durchgeführt werden
  • Gefragt wird Verständnis (kein Auswendiglernen von Text auf den Folien)
  • Schwierigkeitsgrad ähnlich wie bei den Übungsaufgaben

Literatur (besonders empfohlen für diese Vorlesung)

  • John Kessenich, Graham Sellers, and Dave Shreiner. OpenGL Programming Guide, Ninth Edition, ISBN 0134495497, 2016
  • Randi J. Rost, Bill Licea-Kane. OpenGL Shading Language, Third Edition, ISBN 0321637631, 2010

Literatur

  • Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman et al.Real-time Rendering, Forth Edition, ISBN 9781138627000, 2018
  • Donal Hearn, M. Pauline Baker, Warren Carithers. Computer Graphics with OpenGL, Forth Edition, ISBN 0136053580, 2010
  • Peter Shirley, Steve Marschner. Fundamentals of Computer Graphics, Third Edition, ISBN 1568814690, 2009
  • Alan Watt, Fabio Policarpo. 3D Games: Real-time Rendering and Software Technology, Third Edition, ISBN: 1568814240, 2008
  • Manfred Brill. Computergrafik, 2. Auflage, ISBN: 3446404341, 2005
  • Randima Fernando, Mark J. Kilgard. The Cg Tutorial: The Definitive Guide to Programmable Real-Time Graphics, ISBN 0321194969, 2003
  • Hans-Joachim Bungartz , Michael Griebel, Christoph Zenger. Einführung in die Computergraphik, 2. Auflage, ISBN 3528167696, 2002
  • Alan Watt. 3D Computer Graphics, Third Edition, ISBN: 0201398559, 1999
  • James D. Foley, Andries VanDam, Steven K. Feiner, John F. Hughes. Computer Graphics: Principles and Practice in C, Second Edition, ISBN 0201848406, 1995

Tutorial-Videos zur Shader-Programmierung

  1. What are Shaders? A Hands-on Introduction
  2. Perspective Projection in GLSL
  3. OpenGL Modelview Matrix and 3D Transformations
  4. Blinn Phong Shading: Theory and Implementation
  5. Texture Mapping in GLSL
  6. What are Mipmaps? Texture Filtering in GLSL
  7. Procedural Textures: A Practical Introduction
  8. Procedural Noise: Value and Gradient Noise in GLSL
  9. Microfacet BRDF: Theory and Implementation of Basic PBR Materials
  10. Importance Sampling: Image-based Lighting of a Lambertian Diffuse BRDF
  11. Image-based Lighting (IBL) of PBR Materials
  12. Halton Low-Discrepancy Sequence
  13. Sampling of Environment Maps for Image-based Lighting
  14. Deferred Shading

Gibt es Fragen?

questions

Anregungen oder Verbesserungsvorschläge können auch gerne per E-mail an mich gesendet werden: Kontakt

Weitere Vorlesungsfolien

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