Master-Vertiefungsmodul: Computergrafik
1. Modulkennung
MV-AGIS6
2. Studiengang
Masterstudiengang Informatik
(Vertiefungsgebiet Architektur und Gestaltung von IT-Systemen)
3. Modulbezeichnung
Computergrafik (CF)
4. Modul-Verantwortliche/r
Beckhaus
5. VeranstalterIn/DozentIn
Beckhaus, Dreschler-Fischer, Hansmann
6. Sprache
Deutsch oder Englisch mit englischsprachigem Lehrmaterial
7. Motivation, Bedeutung für / Stellung im Gesamtprogramm
Für die Entwicklung moderner, visuell orientierter und interaktiver Applikationen wie beispielsweise in VR-Systemen, für medizinische Visualisierungen oder in Spielen sind aktuelle computergrafische Kenntnisse essenziell. Dazu gehört Grundlagenwissen über die Grafikpipeline und die Modellierung der Welt ebenso wie die Behandlung von Echtzeitfragen, Renderingtechniken, Modellanimationen und Shadingtechniken. Die Dynamik in diesem Bereich ist durch die schnelle Entwicklung der Technologien und Methoden groß, häufig getrieben durch die Spiele- und Filmindustrie. Für den Interaktionsdesigner, der interaktive visuelle Systeme modelliert und implementiert, ist die Beschäftigung mit den Grundlagen und Anwendungen aktueller computergrafischer Themen notwendig. Mit diesem Vertiefungsmodul findet eine Spezialisierung in diese Richtung unter Berücksichtigung aktueller Entwicklungen und Forschungsfragen statt.
8. Lernziele / Kompetenzen
Die TeilnehmerInnen kennen die grundlegenden Abstraktionen modernerComputergrafik sowie Methoden und angewandtes Wissen zu aktuellen fortgeschrittenen computergrafischen Themen. Sie können die Möglichkeiten und Grenzen der vermittelten Techniken einschätzen und sie praktisch anwenden, wobei sie insbesondere den Gesichtspunkt der Interpretation von Bildern durch Menschen berücksichtigen. Die methodischen Zusammenhänge zwischen Computergrafik, Bildsynthese sowie Bildverarbeitung und Computervision,Bildanalyse sind Ihnen vertraut. Sie haben, bei entsprechendem Angebot, zentrale Konzepte grafischer Programmiersprachen oder APIs wie OpenGL oder Shader verstanden.
Über die konzeptuellen Kenntnisse hinaus ist den TeilnehmerInnen auch die praktische Anwendbarkeit der relevanten Technologien bewusst, um innovative Systeme zu realisieren.
Ebenso können sie Methoden zur Benutzbarkeit dieser Technologien und Techniken auswählen und einsetzen.
9. Lehrveranstaltungen
Vorlesung und integriertes Seminar (insg. 4 SWS).
10. Inhalt
Die Veranstaltung besteht aus mehreren 2 SWS Veranstaltungen (A, B,C), die je nach Angebot zu einem jährlichen 4 SWS Angebot kombiniert werden.
A. Computergrafik I: Echtzeit CG
Grafik Pipeline
OpenGL
Real-Time-Computergrafik,
Shader
Aktuelle Themen der CG
B. Computergrafik II: Methoden
spezielle Aspekte des photometrischen Modellierens,
fotorealistische und nicht-fotorealistische Computergrafik,
Animation (Festkörper, biegsame und verformbare Objekte),
Scientific Visualization,
Image Processing
C. Geometrisches Modellieren:
Repräsentation von Raumkurven, räumlich gekrümmten Flächen und Volumenkontinua,
Differentialgeometrie von Kurven und Flächen,
Topologische Modelle,
Verknüpfung von Oberflächenelementen,
Anwendungen (Architektur, Avatare, Bildhauerei, Chemie, Fahrzeugbau, Formdesign, Medizin, Robotik, Virtuelle Welten und weitere)
11. Bezüge zu anderen Modulen
Innerhalb des Studiengangs: Dieses Modul ist kombinierbar mit weiteren Vertiefungsmodulen des vordefinierten Vertiefungsgebiets AGIS. Insbesondere ist es eine sinnvolle Ergänzung zu dem Vertiefungsmodul Interaktive Systeme.
Weiter kann es nur in Kombination mit dem Wahlpflichtmodul Interaktives Visuelles Computing belegt werden – siehe Voraussetzungen für die Teilnahme.
Es eignet sich gut zum Export in das Vertiefungsgebiet Intelligente Systeme und Robotik (ISR).
12. Modulvoraussetzungen
Empfohlen: Wahlpflichtmodul Interaktives Visuelles Computing (bei Wahl dieses Vertiefungsmoduls verpflichtend – siehe Verwendbarkeit des Moduls; es muss allerdings nicht notwendigerweise vor diesem Vertiefungsmodul absolviert sein und ist daher hier als ‚empfohlen’ angegeben)
13. Semester, Studienjahr /-phase
Empfohlenes Semester: 2 (bei Zulassung im Wintersemester), 1 oder 3 (bei Zulassung im Sommersemester)
14. Prüfungsleistungen
Die Zulassung zur Modulprüfung setzt ggf. die regelmäßige Teilnahme an dem Seminar voraus. Die Modulprüfung findet in Form einer Seminararbeit (Hausarbeit) und eines Referats in der Unterrichtssprache statt sowie einer mündlichen Prüfung in der Unterrichtssprache statt.
Die Zulassung zur Modulprüfung setzt gegebenenfalls die regelmäßige und erfolgreiche (Seminararbeit und Referat in der Unterrichtssprache) Teilnahme an dem Seminar voraus. Die Modulabschlussprüfung findet in Form einer mündlichen Prüfung (über die Gesamtinhalte des Vorlesungs- und gegebenenfalls Seminaranteils) in der Unterrichtssprache statt.
15. Bewertung
6 Leistungspunkte (Vorlesung: 3 Leistungspunkte, integriertesSeminar: 3 Leistungspunkte)
16. Periodizität
Jährlich, Sommersemester, Dauer: 1 Semester
17. Methodische Aufbereitung und Medienformen
Lehrvorträge, Seminarvorträge der Studierenden, Lehrgespräche, Vorführungen, Übungsteile
Vorlesung mit Beamer, Overhead und Tafel
Medienformen: Powerpoint Präsentationen, Videos, Moderationswände, Tafel
Erwartete Aktivitäten der Studierenden: Vor- und Nachbereitung der Vorlesungsinhalte, selbständiges Bearbeiten von Seminararbeiten, Vortrag der Seminararbeiten, aktive Mitarbeit in den Übungen.
18. Literatur
OpenGL(R) Programming Guide : The Official Guide to Learning OpenGL(R), Version 2 (5th Edition) (Paperback), by OpenGL Architecture Review Board, Dave Shreiner, Mason Woo, Jackie Neider, Tom Davis
Real-time Rendering: Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, 2nd edition, AK Peters, Ltd, 2002
3D Games : Vol.1: Real-Time Rendering and Software Technology, Vol. 2: Animation and Advanced Real-Time Rendering, Alan Watt, Fabio Policarpo, 2003
Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach Using OpenGL, Edward Angel Third Edition, 2002
