Einführung in die Computergraphik: Stoffübersicht

Inhalt und Aufbau der Vorlesung orientieren sich im Wesentlichen an folgendem Buch: Hans-Joachim Bungartz, Michael Griebel, Christoph Zenger: Einführung in die Computergraphik: Grundlagen, geometrische Modellierung, Algorithmen. Vieweg Verlag, 1996

Einen Überblick über die behandelten Themengebiete bietet das Inhaltsverzeichnis des Buches:

• 1 Grundlagen und graphische Grundfunktionen
  • 1.1 Grundsätzliches Vorgehen
  • 1.2 Grundobjekte
  • 1.3 Koordinatensysteme und Transformationen
  • 1.4 Zweidimensionales Clipping
  • 1.5 Linien und Kreise am Bildschirm
    • 1.5.1 Linien
    • 1.5.2 Kreise
    • 1.5.3 Antialiasing
  • 1.6 Graustufen- und Farbdarstellung
    • 1.6.1 Graustufendarstellung
    • 1.6.2 Farbdarstellung
• 2 Geometrische Modellierung dreidimensionaler Objekte
  • 2.1 Mathematische Modelle für starre Körper
  • 2.2 Darstellungsarten eines Körpers
    • 2.2.1 Direkte Darstellungsschemata: Volumenmodellierung
    • 2.2.2 Indirekte Darstellung: Kanten- und Oberflächenmodellierung
    • 2.2.3 Hybridschemata
  • 2.3 Die topologische Struktur in der Oberflächendarstellung
    • 2.3.1 Der vef-Graph
    • 2.3.2 Euler-Operatoren
  • 2.4 Geometrische Attributierung
    • 2.4.1 Beschreibungen für Kurven- und Flächenstücke
    • 2.4.2 Freiformkurven
    • 2.4.3 Freiformflächen
    • 2.4.4 Bézierkurven
    • 2.4.5 Bézierflächen
    • 2.4.6 Attributierung und glatter Übergang an Nahtstellen
• 3 Graphische Darstellung dreidimensionaler Objekte
  • 3.1 Parallel- und Zentralprojektion
  • 3.2 Sichtbarkeitsentscheid
    • 3.2.1 Dreidimensionales Clipping
    • 3.2.2 Rückseitenentfernung
    • 3.2.3 z-Buffer-Verfahren
    • 3.2.4 List-Priority-Verfahren
    • 3.2.5 Scan-Line-Algorithmen
    • 3.2.6 Rekursive Verfahren
    • 3.2.7 Ray-Casting-Verfahren
  • 3.3 Beleuchtung und Reflexion
    • 3.3.1 Ambientes Licht
    • 3.3.2 Punktförmige Lichtquellen mit diffuser Reflexion
    • 3.3.3 Spiegelnde Reflexion
  • 3.4 Schattierung
    • 3.4.1 Konstante Schattierung
    • 3.4.2 Interpolierte Schattierung
      • 3.4.2.1 Gouraud-Schattierung
      • 3.4.2.2 Phong-Schattierung
  • 3.5 Transparente Objekte
    • 3.5.1 Transparenz ohne Beugung des Lichts
      • 3.5.1.1 Interpolierte Transparenz
      • 3.5.1.2 Screen-Door-Transparenz
      • 3.5.1.3 Gefilterte Transparenz
    • 3.5.2 Transparenz mit Beugung des Lichts
  • 3.6 Ray-Tracing
  • 3.7 Radiosity-Verfahren
    • 3.7.1 Die Radiosity-Gleichung
    • 3.7.2 Berechnung der Formfaktoren
    • 3.7.3 Lösung der Radiosity-Gleichung
    • 3.7.4 Abschließende Bemerkungen
• 4 Weiterführende Techniken und ausgewählte Anwendungen
  • 4.1 Texture-Mapping
  • 4.2 Rendering
  • 4.3 Stereographie
  • 4.4 Fraktale
  • 4.5 Grammatikmodelle
  • 4.6 Partikelsysteme
  • 4.7 Animation
  • 4.8 Visualisierung
  • 4.9 Virtual Reality
• A Schnittstellen und Standards
• B Graphiksoftware
  • B.1 Graphikbibliotheken
  • B.2 Ray-Tracer
  • B.3 3D-Modellierer
  • B.4 Mal- und Zeichenprogramme
  • B.5 Funktionsplotter
  • B.6 Visualisierungssysteme
• Literaturverzeichnis
• Index

emans@in.tum.de, Emans, 10.01.2002