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Bildsynthese
Typ: Hauptstudium / Vertiefungslinie
Semester: SS 2013
Umfang: 3V+1Ü
Studiengang: Diplom Informatik, Diplom Softwaretechnik, Bachelor Informatik, Master Informatik, Bachelor Softwaretechnik, Master Softwaretechnik
Dozent: Jun.-Prof. Dr.-Ing. Martin Fuchs
Beschreibung:

Wichtige Hinweise

Die Vorlesung beginnt am Dienstag, den 09.04.2013.

Übungsblätter erscheinen jeweils Dienstags gegen 12:00 Uhr und müssen bis zum darauf folgenden Dienstag, 12:00 Uhr abgegeben werden.

Das erste Übungsblatt erscheint am 16.04.2013.

Die erste Übung findet am Donnerstag, den 18.04.2013 statt.

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Die Vorlesung am 07.05.2013 entfällt.

Die Übung am 09.05.2013 (Christi Himmelfahrt) wird auf den Vorlesungsstermin am 08.05.2013, 09:45 Uhr vergelegt.

Am 30.05.2013 (Fronleichnam) findet keine Übung statt, die Besprechung zu Übungsblatt 4 findet gemeinsam mit der zu Übungsblatt 5 am Donnerstag, dem 6. Juni statt.

Am 18. und 19. Juni findet die Vorlesung nicht statt.

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Die Mailingliste bs-teilnehmer funktioniert wieder!

Beim entpacken des Frameworks unter Linux kann es auf den Poolrechnern zu Problemen mit Datei-Rechten kommen. Zum erfolgreichen entpacken einfach die Kommandozeile und "tar -xvzf DATEI.tar.bz2" nutzen.

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Beschreibung

Die Vorlesung behandelt verschiedene Ansätze und Algorithmen der dreidimensionalen Computergraphik. Physikalisch-basierte Verfahren wie Raytracing und Radiosity modellieren den Lichttransport und die Wechselwirkung mit Materie und versuchen mit numerischen Methoden wie Monte-Carlo-Integration und Finite-Elemente-Verfahren die grundlegende Rendering-Gleichung zu lösen. Interaktive Verfahren nutzen spezielle Eigenschaften moderner Graphikhardware, um mit Hilfe mehrdimensionaler Texturen und anderer Rasterisierungsoperationen realistische Beleuchtungseffekte in Echtzeit zu generieren. Bild-basierte Verfahren verzichten auf eine geometrische Repräsentation der Szene und erzeugen neue Ansichten aus anderen aufgenommenen Bildern.

Literatur

  1. Computer Graphics, Principles and Practice, Foley, Van Dam, Feiner, Hughes, Addison-Wesley, 2nd edition
  2. 3D Computer Graphics, Watt, Addision-Wesley
  3. Principles of digital image synthesis, Glassner, Morgan Kaufman
  4. OpenGL Programming Guide, 3rd edition, Woo et al., Addision-Wesley
  5. Realtime Rendering, Moller, Haines, A.K. Peters LTD
  6. Radiosity and realistic image synthesis, Cohen, Wallace, Academic Press
  7. Radiosity and global illumination, Sillion, Puech, Morgan Kufmannn
  8. An introduction to ray-tracing, Glassner, Academic Press
  9. Graphics Gems 1-5, varying editors, Academic Press
  10. Graphics Shaders: Theory and Practice (2nd. Edition), Bailey and Cunningham, CRC Press

Links

  1. http://www.codesampler.com Viele OpenGL Beispiele
  2. http://www.opengl.org/documentation/red_book/ Das OpenGL Redbook (Online Version und Beispielprogramme)
  3. http://www.opengl.org
  4. http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/ GLUT
  5. http://nehe.gamedev.net/ NeHe OpenGL Tutorials
  6. http://developer.amd.com/gpu/rendermonkey/Pages/default.aspx AMD RenderMonkey (Shader Entwicklungssystem)
  7. http://developer.nvidia.com/object/fx_composer_home.html NVIDIA FX Composer (Shader Entwicklungstool)
  8. http://www.blender.org/ Blender (Modeling Tool)
  9. http://www.planetside.co.uk/ TerraGen - Prozeduraler Landschaftsgenerator
  10. http://www.dimension3.sk/mambo/Articles/Deferred-Rendering-In-Killzone/View-category.php Deferred Shading in Killzone 2

Folien zur Vorlesung

Vorlesung Datum Folien Revision

00. Einführung

2013-04-09
00_Einfuehrung.pdf
01. Mathematische und physikalische Grundlagen 2013-04-10 01_Grundlagen.pdf
02. Kameras – vom Strahl zum Bild 2013-04-16 02_Kameras.pdf 2 (2013-04-30)
03. Bildbasiertes Rendern (und Tonemapping) 2013-04-17 03_Bildbasiert.pdf
04. Globale Beleuchtung / Reflectance Fields 2013-04-23 04_ReflectanceFields.pdf
05. Lokale Beleuchtungsmodelle 2013-04-24 05_LokaleBeleuchtung.pdf
06. BRDF-Modelle 2013-04-30 06_BRDF.pdf
07. Monte-Carlo-Methode, Rendering-Gleichung 2013-05-14 07_MonteCarlo.pdf
08. Rendering-Gleichung, Ray Tracing 2013-05-15 08_Raytracing.pdf 2 (2013-05-22)
09. Monte-Carlo-Lichttransport 2013-05-28 09_MonteCarloLT.pdf
10. Das Radiosity-Verfahren 2013-05-29 10_Radiosity.pdf
11. Radiosity (2) / Rasterisierungspipeline 2013-06-04 11_Radiosity2.pdf
12. Geometrie-Verarbeitung in GLSL 2013-06-05 12_Geometry.pdf
13. Szenenorganisation 2013-06-11 13_Szenenorganisation.pdf
14. Fragment Processing 2013-06-12 14_FragmentProcessing.pdf
15. Lighting + Schattenalgorithmen 2013-06-25 15_Schattenalgorithmen.pdf
16. Shadow Maps + Deferred Shading 2013-06-26 16_Deferred.pdf
17. Interaktive Globale Beleuchtung 2013-07-02 17_InteraktiveGI.pdf
18. Prozedurale Modelle 2013-07-03 18_ProzeduraleModelle.pdf
19. Prozedurale Modelle (2), Forschung 2013-07-09 19_Vermischtes.pdf
20. Zusammenfassung, Q&A 2013-07-10 20_Zusammenfassung.pdf

Werden Folien nach dem ersten Hochladen aktualisiert, erscheint ein Revisionsvermerk auf der Titelseite des Foliensatzes und in der letzten Spalte.

Übungsblätter

Übung
Framework
Revision
Anmerkungen
Blatt01

Framework01

OpenGL Framework

3
  • Windows Version des OpenGL Frameworks funktioniert noch nicht (18.4. 14.30Uhr)
  • Revision 1: In der Funktion TausStep die unsigned longs zum standard Typen geändert (dadurch kompatibel mit dem RenderMonkey Tool)
  • Revision 2: in der Image.h des Framework01 hatte für die min, max Funktionen der std namespace gefehlt.
  • Revision 3: Finales Update des OpenGL Frameworks. Bitte die jeweiligen bins testen.
  • Gerade gibt es Probleme mit Emails an bs2013@visus.uni-stuttgart.de. Alternativ können die Abgaben auch an lena.gieseke@visus.uni-stuttgart.de geschickt werden.
Blatt02 Framework02 1
  • Revision 1: Linux libs hinzugefügt
  • bs2013@visus.uni-stuttgart.de funktioniert wieder. Bitte schicken Sie Ihre Lösungen an diese Adresse. Falls es erneut zu Problemen kommen sollte, melden Sie diese bitte umgehend.
Blatt03 Framework03 1
  • Revision 1: Linux libs hinzugefügt
Blatt04 Framework04 2
  • Revision 1: In der Funktion TausStep die unsigned longs zum standard Typen geändert (dadurch kompatibel mit dem RenderMonkey Tool)
  • Revision 2: Auch noch das letzte UL entfernt.
Blatt05 Framework05 0
Blatt06 0

Blatt07

Framework07

1

  • Revision 1: Übergebene Vertizes auf dem Aufgabenblatt.

Blatt08

Framework08

1

  • Revision 1: Windows Version läuft jetzt.
Blatt09 Framework09 2
  • Revision 1: Pfade Linux-kompatibel
  • Revision 2: Weitere Erklärungen für Aufgabe 9.2
Blatt10 Framework10

Blatt11

Framework11 0

 

 

Senden Sie Ihre Lösungen bis zu dem jeweils darauf folgenden Dienstag, 12.00 Uhr, an bs2013@visus.uni-stuttgart.de

 

Sonstiges

Bilder:
Internet-Seite:
Termine: Dienstag, 14:00 - 15:30 Uhr in V38.02
Mittwoch, 09:45 - 11:15 Uhr in V38.02
Übungen: Donnerstag, 16:30 - 17:15 Uhr in 0.108
Tutor: Lena Gieseke M.F.A.
Sebastian Koch M.Sc.
Dipl.-Phys. Michael Raschke
Dr. Guido Reina

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