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Seminar "Algorithmen für Computerspiele"
Semester: SS 2009
Umfang: 2S
Dozent: Prof. Dr. Carsten Dachsbacher
Beschreibung:
 Wichtige Hinweise    
Die Vorbesprechung fand am 12. Februar 2009 um 14:30h im TTI (Nobelstr. 15), Raum 006 statt.

Der erste Vortragstermin ist der 27. April 2009. Soweit nicht anders bekanntgegeben finden die weiteren Vorträge im Wochenrhythmus in unten angegebener Reihenfolge statt.
  Beschreibung    
In diesem Seminar sollen Verfahren und Methoden behandelt werden, wie sie in modernen Computerspielen zum Einsatz kommen. Computer‐ oder Videospiele zeichnen sich durch ständig verbesserte graphische Darstellungen aus und versetzen die Spieler in realistische und/oder virtuelle Welten. Ein entscheidender Punkt bei der Realisierung ist eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit für die graphische Darstellung, Animation, Simulation physikalisches Vorgänge und künstliche Intelligenz. In diesem Seminar sollen entsprechende Algorithmen aus der 3D‐Computergraphik und verwandten Gebieten vorgestellt und diskutiert werden. Besonderes Augenmerk wird auf Techniken zur Echtzeitgraphik und auf Hardwareunterstützung gelegt.

Die Themen (Bekanntgabe folgt) werden aus den folgenden Bereichen gewählt:

  • 3D Rendering‐Engines
  • Datenstrukturen für Sichtbarkeitsbestimmung
  • Charaktermodellierung
  • Künstliche Intelligenz, Wegfindungsalgorithmen
  • Musik und Sound
  • Physik und Kollisionsberechnung
  • Bildbasierte Rendering‐Methoden
  • Spezialeffekte und Post‐Processing Effekte mit Grafik‐Hardware
  • Heutige und zukünftige Grafikhardware in PCs und Konsolen
  • HCI, Ein‐ und Ausgabe
  • Multiplayer‐Technologien
  • Ressourcenmanagement
  • Leveldesign
   Themen    
1. Titel: Physik
Datum: 27. April 2009
Bearbeitung: Manuel Roupp
Betreuung: Thomas Engelhardt
Referenzen:
Rigid Body Dynamics 1, 2, 3, 4
D. Eberly: 3D Game Engine Design
 
2. Titel: KI
Datum: 04. Mai 2009
Bearbeitung: Andreas Harnisch
Betreuung: Christoph Müller
Referenzen:
Artificial Intelligence in Real-Time Strategy Games
AiGameDev Tutorials
GameAI
Adding Anticipation to a Quakebot
Adding Planning Capabilities to Your Game AI
Game Programming Gems
 
3. Titel: 3D Sound
Datum: 11. Mai 2009
Bearbeitung: Hendrik Hochstetter
Betreuung: Thomas Engelhardt
Referenzen:
Head-Related Transfer Functions and their application in: Real-Time Generation of Binaureal Spatial Audio
Perceptual Audio Rendering of Complex Virtual Environments
Progressive Perceptual Audio Rendering of Complex Scenes
 
4. Titel: Multiplayer Technologien
Datum: 18. Mai 2009
Bearbeitung: Michael Debatin
Betreuung: Christoph Müller
Referenzen:
Game Programming Gems
Latency Hiding for Networked Games
Networking for Games 101
 
5. Titel: Grundlagen der Computeranimation
Datum: 25. Mai 2009
Bearbeitung: Benjamin Jillich
Betreuung: Sebastian Grottel
Referenzen:
Topics in Computer Animation
D. Eberly: 3D Game Engine Design
Frank D. Luna: 3D Game Programming with DirectX 9.0c: A Shader Approach
 
6. Titel: Räumliche Datenstrukturen
Datum: 08. Juni 2009
Bearbeitung: Sebastian Konle
Betreuung: Sebastian Grottel
Referenzen:
Introduction to Octrees
BSP Tutorial
Set Operations on Polyhedra Using Binary Space Partitioning Trees
Merging BSP Trees Yields Polyhedral Set Operations
Slides zu Visibility Culling
The BSP Tree FAQ
 
7. Titel: Motion Capturing
Datum: 15. Juni 2009
Bearbeitung: Manuel Fuchs
Betreuung: Sebastian Grottel
Referenzen:
Optical Motion Capturing: Theory and Implementation
Inertial and Magnetic Sensing of Human Motion
 
8. Titel: Prozedurale Modellierung
Datum: 22. Juni 2009
Bearbeitung: Michael Ludwig
Betreuung: Harald Bosch
Referenzen:
Algorithmic Botany: The Algorithmic Beauty of Plants
Procedural Modelling of Cities
Computer Pflanzen
Procedural Modelling (Slides)
Realtime Procedural Terrain Generation
 
9. Titel: Einführung in die Shader-Programmierung
Datum: 29. Juni 2009
Bearbeitung: Przemyslaw Podfigurny
Betreuung: Christoph Müller
Referenzen:
Programming Guide for HLSL
GLSL Tutorial
OpenGL Shading Language
3D Game Programming with DirectX 9.0c: A Shader Approach
 
10. Titel: Licht und Schatten
Datum: 06. Juli 2009
Bearbeitung: Philipp Sieweck
Betreuung: Thomas Engelhardt
Referenzen:
Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders
High-Quality Adaptive Soft Shadow Mapping
Real-time soft shadow mapping by backprojection
Variance Shadow Maps
 
11. Titel: Volumetrische Effekte
Datum: 13. Juli 2009
Bearbeitung: Stephan Starke
Betreuung: Harald Bosch
Referenzen:
Sky Dome Tutorial
A Practical Analytic Model for Daylight
Realistic and Fast Cloud Rendering
Rendering Natural Waters
Realistic Water Volumes in Real-Time
Real-time Procedural Volumetric Fire
 
12. Titel: 3D Game Engines: Ein Vergleich
Datum: 20. Juli 2009
Bearbeitung: Andreas Barth
Betreuung: Harald Bosch
Referenzen:
CryENGINE 2
Torque Engine
Ogre3D
Irrlicht
 
  Literatur    
1.  Computer Graphics, James Foley, Andries van Dam, Steven Feiner, John Hughes, 1995
2.  OpenGL programming guide, Mason Woo and others, Addison-Wesley, 1999
3.  3D Game Engine Design, David H. Eberly, Morgan Kaufman, 2001
4.  Game Design, X-Games, Marc Saltzmann, 2. Auflage, München, 2000
5.  Graphics Gems I-V, Various, Academic Press
6.  Game Programming Gems, Marc DeLoura, Charles River Media
7.  Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0c A Shader Approach, Frank D. Luna, Wordware Publishing Inc., 2006
8.  OpenGL Shading Language, Randi J. Rost
Themen: Die Themen für dieses Seminar stehen noch nicht fest.
Termine: Montag, 11:30 - 13:00 Uhr in 0.363
Organisatorische Hinweise:
Sonstiges    
Ausarbeitung und Vortrag

Der Vortrag sollte vom Umfang etwa 30-35 Minuten lang sein und einen detaillierten Einblick in das jeweilige Thema geben. Die angegebenen meist englischsprachigen Referenzen dienen hierbei als Grundlage und können/sollen in Absprache mit dem Betreuer je nach Bedarf um weitere Referenzen erweitert werden. Dabei sollen die für das jeweils vorgetragene Thema wesentlichen Aspekte der Referenzen herausgearbeitet und im Detail erklärt werden. Nicht im Schwerpunkt des Vortrags liegende Teilaspekte können sehr knapp behandelt oder nur am Rande erwähnt werden.

Dasselbe gilt natürlich für die schriftliche Ausarbeitung, wobei hier mehr ins Detail gegangen werden sollte. Die Ausarbeitung sollte insgesamt etwa 15-20 Seiten (10pt, einfacher Zeilenabstand) umfassen.
Eine reine Übersetzung der Vorlage(n) als Ausarbeitung wird nicht akzeptiert. Die Ausarbeitung muss in eigenen Worten formuliert werden!

Für die Ausarbeitung steht eine LaTeX-Vorlage mit UTF-8-Unterstützung und eine mit latin-1 zur Verfügung (Abgaben in MS Word werden nicht akzeptiert!), für die Erstellung der Vortragsfolien stehen Vorlagen sowohl für OpenOffice als auch PowerPoint zur Verfügung.

   Abgabefristen    

Spätestens drei Wochen vor dem eigenen Vortrag ...
... hält der Vortragende Rücksprache mit den Betreuern über die Gliederung und Zusammenfassung des Vortrages.
... reicht der Teilnehmer ein HTML-Dokument bei den Betreuern ein, das als Vortragsankündigung dient und dem Leser einen Einstieg in das Thema ermöglicht. Das Dokument sollte eine Zusammenfassung des Vortrags und Links zu weiteren Quellen insbesondere den behandelten Veröffentlichungen bieten, damit die anderen Seminarteilnehmer sich auf den Vortrag vorbereiten können. Eine Vorlage findet sich hier.
Von Microsoft Word generierte HTML-Dateien werden abgelehnt.

Spätestens zwei Wochen vor dem eigenen Vortrag ...
... bespricht der Vortragende die ausgearbeiteten Vortrags-Folien mit dem Betreuer. Eine Vorlage für OpenOffice findet sich hier und für PowerPoint hier.

Direkt nach dem Vortrag ...
... gibt der Vortragende seine Folien bei den Betreuern in elektronischer Form ab (Source-File und pdf-Datei).

Innerhalb von 4 Wochen nach dem Vortrag und spätestens bis zum Vorlesungsende (was früher eintritt!)...
... gibt der Vortragende seine Ausarbeitung in elektronischer Form (Source-File und pdf-Datei) bei den Betreuern ab.


»Stundenplanübersicht«   »Listenübersicht«   

Abgabefrist für Folien: 0 Tag(e) nach dem Vortrag
Abgabefrist für Ausarbeitung: 0 Tag(e) nach dem Vortrag

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