Hier wird Wissen Wirklichkeit Modul: B-CG Grundlagen der Computergraphik Begrüßung und Einführung Prof. Dr. Detlef Krömker Professur für Graphische Datenverarbeitung.

Präsentation zum Thema: "Hier wird Wissen Wirklichkeit Modul: B-CG Grundlagen der Computergraphik Begrüßung und Einführung Prof. Dr. Detlef Krömker Professur für Graphische Datenverarbeitung."—  Präsentation transkript:

1 Hier wird Wissen Wirklichkeit Modul: B-CG Grundlagen der Computergraphik Begrüßung und Einführung Prof. Dr. Detlef Krömker Professur für Graphische Datenverarbeitung Institut für Informatik Fachbereich Informatik und Mathematik (12)

2 Prof. Dr. Detlef Krömker2 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Das Ziel der heutigen Veranstaltung Übersicht zur Veranstaltung und deren Einordnung erfassen ‣ im Allgemeinen und ‣ an der Goethe-Universität. Wie lernt man Computergraphik? Welche Materialen stehen für Sie zur Verfügung? Scheine und Prüfungen Einige „Specials“

3 Prof. Dr. Detlef Krömker3 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Übersicht 1.Was ist Computergrafik? 2.Computergrafik an der Goethe- Universität 3.Wie lernt man CG? Vorlesung und Übung 4.Themenübersicht 5.Literatur, bereitgestellte Materialien 6.Scheine und Prüfungen 7.Specials: Fachzeitschriften, Konferenzen, Web-Quellen 8.Readings 9.Fragen und Antworten 10.Ausblick – Nächste Schritte

4 Prof. Dr. Detlef Krömker4 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG 1. Was ist Computergrafik? ‣ Der Begriff Computergraphik: Technologien und Anwendungen ‣ Einordnung in den Wissenschaftskanon: Die fachliche Breite der CG ‣ Etwas Geschichte ‣ Wichtige Fachgesellschaften und Normungsgremien

5 Prof. Dr. Detlef Krömker5 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Eine etwas „sperrige“ Definition (GI-FB GDV) „Unter Graphischer Datenverarbeitung (GDV) versteht man die Technologie, mit der Bilder im allgemeinen Sinn des Wortes (Graphiken, Grau- und Farbbilder) mit Hilfe von Rechnern erfasst bzw. erzeugt, verwaltet, dargestellt, manipuliert, in einer für die jeweilige Anwendung geeigneten Form verarbeitet und mit sonstigen, auch nicht-graphischen Anwendungsdaten in Wechselbeziehungen gebracht werden können. Dazu gehören auch die rechnergestützte Integration und Verknüpfung dieser Bilder mit anderen Kommunikationsmedien, wie Audio, Sprache und Video, zur Realisierung komplexer multisensorischer Dialogtechniken.“ Fachbereich „Graphische Datenverarbeitung“ ist einer von 13 Fachbereichen der Gesellschaft für Informatik, siehe http://www.gi-ev.de/gliederungen/fachbereiche/ http://www.gi-ev.de/gliederungen/fachbereiche/

6 Prof. Dr. Detlef Krömker6 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Einfacher in Englisch? “Computer graphics (CG) is the field of visual computing, where one utilizes computers both to generate visual images synthetically and to integrate or alter visual and spatial information sampled from the real world. … This field can be divided into several areas: real-time 3D rendering (often used in video games), computer animation, video capture and video creation rendering, special effects editing (often used for movies and television), image editing, and modeling (often used for engineering and medical purposes). from: http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_graphicshttp://en.wikipedia.org/wiki/Computer_graphics „The pictorial representation and manipulation of data by a computer“ from: http://wordnet.princeton.edu/perl/webwn?s=computer%20graphicshttp://wordnet.princeton.edu/perl/webwn?s=computer%20graphics ???

7 Prof. Dr. Detlef Krömker7 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG CG GDV Technologien und Anwendungen Animatio n Kunst Training (CGI) Spiele Computergrafik CG oder Computergraphik oder Graphische Daten- verarbeitung GDV war und ist oft Enabling Technology Training (Sichtsimulation, CGI Systeme) Computer-Spiele Computer-Animation + Special Effects Computer-Kunst Ingenieuranwendungen CAx GUI = „Gesicht“ jeder modernen Computeranwendung GUIs CAM CAD CAE

8 Prof. Dr. Detlef Krömker8 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Computergraphik CG Anwendungen und Technologien CG CAD Games Entertainment Kunst CAE CAM Virtual Reality Virtual Factory Special Effects in Film und Video Training CGI Sichtsimulatoren Geographische Informationssystem GIS Printing & Publishing BildverarbeitungGUI Human Computer Interaction (HCI) Animation Multimedia Augmented Reality Mixed Reality Visualisierung

9 Prof. Dr. Detlef Krömker9 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Schalenmodell CAD Games Entertainment Kunst CAE CAM 2D GUIs Produktentwicklung Virtual Factory Bildverbesserung Objekterkennung Aufklärung Qualitätssicherung Special Effects in Film und Video Medizin Chemie Biologie E-Learning Training CGI Geographische Informationssystem GIS Geologie Printing & Publishing 3D GUIs E-Commerce Web-Kataloge Robotics CG BV Bild- analyse HCI Animation Visualisierung MR MM

10 Prof. Dr. Detlef Krömker10 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Kerntechnologien ‣ HCI Human Computer Interface ‣ Multimedia ‣ Animation ‣ Visualisierung ‣ Mixed Reality (Virtual Reality, Augmented Reality) (Virtuelle Realität, Erweiterte Realität) Problemorientierte (spezielle) Technologien ‣ Computergrafik ‣ Digitale Bildverarbeitung  Basisvorlesungen für Visual Computing  Spezialvorlesungen

11 Prof. Dr. Detlef Krömker11 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Die Relation CG und Bildverarbeitung Das klassische Schema nach Rosenfeld ´75 Historisch: Strenge Trennung zwischen Computergraphik und Bild- verarbeitung: HW, SW, Systeme, Methoden,..., Personen, Konferenzen,... Heute: Integrierte Betrachtung

12 Prof. Dr. Detlef Krömker12 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Computergraphik und Bildverarbeitung Symbolische Ebene: Merkmalsebene Abtastebene Reiz- & Aktionsebene Text, Tabellen (Noten,.. Modelle (Kinematik, Dynamik, Verhalten) Geometrie & (visuelle) Merkmale Animation Festbild Digitalvideo Grafik- und Merkmals-Primitive Digitales Bild optisch beliebige Datenstruktur optisch (haptisch, akustisch)

13 Prof. Dr. Detlef Krömker13 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Die wichtigsten Transformationsschritte 1 Symbolische Ebene: Merkmalsebene Abtastebene Reiz- & Aktionsebene Grafik- und Merkmals-Primitive Digitales Bild beliebige Datenstruktur Visualisierung Rendering Anzeige (Display)Aufnahme Merkmalsextraktion Bildanalyse, -verstehen

14 Prof. Dr. Detlef Krömker14 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Die wichtigsten Transformationsschritte 2 Symbolische Ebene: Merkmalsebene Abtastebene Reiz- & Aktionsebene Grafik- und Merkmals-Primitive Digitales Bild beliebige Datenstruktur Graphikbearbeitung Bildbearbeitung: u.a.Compositing d.h. der Schwerpunkt in CG ist Bildsynthese Rendering Anzeige (Display)

15 Prof. Dr. Detlef Krömker15 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Rendering Photorealismus ist keine wirkliche Herausforderung mehr! Klassische Beleuchtungsmodelle reichen weitgehend! Ggf spezielle Modellierungsmethoden BRDFs und BTFs verbessern Realitätstreue weiter und lösen „Problemobjekte“: z.B. Haut und Haare

16 Prof. Dr. Detlef Krömker16 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Prozedurale Fraktale Modellierung

17 Prof. Dr. Detlef Krömker17 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Prozedurale Fraktale Modellierung

18 Prof. Dr. Detlef Krömker18 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Fraktale Modellierung

19 Prof. Dr. Detlef Krömker19 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Graphikbearbeitung – Rendering – ggf. Compositing und Anzeige sind Grundoperationen der Computergraphik und Basis jeder graphischen Anwendung und Spezialisierung: ‣ Multimedia ‣ HCI Human Computer Interface ‣ Visualisierung ‣ Mixed Reality (Virtual Reality, Augmented Reality) (Virtuelle Realität, Erweiterte Realität) ‣ Animation Prinzipien und Beispiele aus unserer Arbeit!

20 Prof. Dr. Detlef Krömker20 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Zu viele Definitionen, aber: Interaktion macht den Unterschied! Ivan Sutherland (1965) „The screen is a window through which one sees a virtual world. The challenge is to make that world look real, act real, sound real, feel real” Multimedia MM > Text Bild Graphik Ton Video 

21 Prof. Dr. Detlef Krömker21 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Der Gläserne Reaktor für Axiva 2000-2002 VRML-Anwendung Christian Seiler High-End Content – Produktionen fürs eLearning

22 Prof. Dr. Detlef Krömker22 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Trainingssimulatoren Der Trainingssimulator aus ETOILE (EU-Projekt)

23 Prof. Dr. Detlef Krömker23 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Antikörper ca. 16.000 Atome Wechsel zwischen verschiedenen Abstraktionen

24 Prof. Dr. Detlef Krömker24 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG High-End Content – Produktionen fürs eLearning Pixel Explorer für Merck (2004/2005) Michaela Mümpfer Dennis Bayer siehe: http://www.merck.de/ servlet/PB/menu/ 1235790/index.html

25 Prof. Dr. Detlef Krömker25 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Pigment-Explorer für Merck 2005/2006 noch nicht freigegeben Michaela Mümpfer Ashraf Abu Baker

26 Prof. Dr. Detlef Krömker26 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Human Computer Interface (HCI) H. Fuchs 2001 nicht Benutzerschnittstelle sondern Benutzungsschnittstelle „Gesicht“ eines interaktiven Programms State-of-the-Art WIMP-Schnittstellen Windows Icons Menues Pointing Devices

27 Prof. Dr. Detlef Krömker27 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG HCI und Interaktion Sutherland’s Sketchpad (1963) Engelbart’s Mouse (1963-64) Herausforderungen: Werkzeugmetapher  Assistentenmetapher Integration von Mixed Reality UI auf Mobile Devices...

28 Prof. Dr. Detlef Krömker28 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Definition „Visualisierung“ Grundsätzliches ‣ Visualisierung bezeichnet den Vorgang der Sichtbarmachung von Materie, Energie, Information oder Prozessen. ‣ In der Informatik reduziert sich dieses auf die Visualisierung von Daten, Informationen, Modellen,... ‣ „In der Tat ist der Mensch ein Augentier.“ Herbert W. Franke Etwas Altbekanntes: „Imagination oder Visualisierung und besonders die Benutzung von Diagrammen haben einen entscheidenden Anteil an der wissenschaftlichen Forschung.“ Rene Descartes, 1637

29 Prof. Dr. Detlef Krömker29 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Visualisierung Moderne Definition(-sversuche) Zwei Aspekte: ‣ “making visible, especially to one’s mind (things not visible to the eye)”  modernes Mikroskop, Teleskop,... Bsp. Molekül; Imaging in der Medizin ‣ “forming a mental image of something (thing not present to the sight, an abstraction, etc.)” ... Informationsvisualisierung... the use of computers or techniques for comprehending data or to extract knowledge from the results of simulations, computations, or measurements Mc Cormick, De Fanti, Brown 1987

30 Prof. Dr. Detlef Krömker30 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Das Visualisierungsproblem

31 Prof. Dr. Detlef Krömker31 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Was ist dies?

32 Prof. Dr. Detlef Krömker32 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG oder dies?

33 Prof. Dr. Detlef Krömker33 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Die 2D-sinc Funktion

34 Prof. Dr. Detlef Krömker34 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Visualisierung von Messdaten Aufbereitung und Visualisierung von Messergebnissen aus der Biologie: Ultraschallmikrosskopie Dr. Christian Seiler

35 Prof. Dr. Detlef Krömker35 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Visualisierung von Simulationsergebnissen 3D-Reaktions- / Diffusionssystem Dr. Christian Seiler

36 Prof. Dr. Detlef Krömker36 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Mixed Reality = VR +AR VR: Begriff von Jaron Lanier, 1987 geht aber zurück auf Artifical Reality von Myron Krueger, 1982 als Hauptziel: Immersion (Vermittlung des Gefühls, Teil des Geschehens zu sein – eingetaucht zu sein) AR: Augmented Reality (erweiterte Realität)

37 Prof. Dr. Detlef Krömker37 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Animation – zur Terminologie (1) Animation bezeichnet die Gesamtheit der Methoden zur Erzeugung synthetischer Bewegtbilder (2) Animation nennt man ein vermittels (1) erzeugtes Produkt (auf Bewegtbildmedien) Ursprünge: animus: Lufthauch, Atem animos: beleben  anemos): Wind, Atem Zeitvariante Computergraphik

38 Prof. Dr. Detlef Krömker38 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Luxo Jr. by John Lasseter (1986) Ein paar Pixar-Animations:

39 Prof. Dr. Detlef Krömker39 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Toy Story (1995)

40 Prof. Dr. Detlef Krömker40 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Gerrys Game (short) (1997) A Bug’s Life (short) (1998)

41 Prof. Dr. Detlef Krömker41 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG For the Birds (short) 2000

42 Prof. Dr. Detlef Krömker42 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Finding Nemo 2003 wenn Sie mehr sehen wollen, kommen Sie zu den Filmabenden: The History of Computer Graphics 11.5. 18.00 Uhr Best of SIGGRAPH Video Review 22.6. 18.00 Uhr

43 Prof. Dr. Detlef Krömker43 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Die fachliche Breite der CG ‣ Hardware und Systeme ‣ Psychophysik des Visuellen Systems und Bildwahrnehmung: Form, Farbe, Bewegung,... ‣ Geometrische Probleme, numerische Probleme ‣ physikalische Modellbildung, z.B. Licht-Materie-Interaktion ‣ algorithmische Probleme und Optimierungen ‣ Systemtheorie ‣ Design- und Gestaltungsfragen,... ‣ Softwareergonomie, SW-Engineering,...

44 Prof. Dr. Detlef Krömker44 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Relationen zu anderen Technologie- und Wissensgebieten ‣ Hardware (Technische Informatik) ‣ Wahrnehmungs- und Kognitions-Psychologie ‣ Ergonomie  Arbeitswissenschaften ‣ Semiologie (Zeichenlehre)  Philosophie ‣ Farbenlehre  Physik und Kunst ‣ Physik... Simulation ‣ Systemtheorie ‣ Mathematik ‣ Geometrie CAGM (Computer Aided Geometric Modeling) ‣ Numerik ‣ Networking (Internet) ‣ SW-Engineering, u.v.a.m.

45 Prof. Dr. Detlef Krömker45 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Entwicklung der Gerätetechnik war oft entscheidend für die Entwicklung der Computergraphik Erste Schritte bis 1965 50er 1959 1961 Kathodenstrahlröhre wird zur Bildausgabe unter Computersteuerung eingesetzt: Oszilloskop Kalligraphische (Vektor-) Displays = (x,y)-Schreiber Lichtgriffel (Light-Pen) um Punkte auf dem Bildschirm anzusprechen Erstes computergestütztes Zeichensystem DAC-1 (Design Augmented by Computers) bei General Motors /IBM Sketchpad-System (Sutherland, PhD 1963, MIT ) Datenstrukturen / Bildhierarchien Bildkomposition aus graphischen Standardelementen Interaktionstechniken (Tastatur, Lichtgriffel) Steve Russel (MIT) entwickelte erstes video game (Spacewar) auf einer DEC PDP-1

46 Prof. Dr. Detlef Krömker46 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Sturm und Drang 1965 - 1975 1969 1971 1970 – 1975 1974 Alan Kay (Xerox Parc) entwickelt die Desk-Top-Methapher des graphischen User Interfaces  Apple (Lisa, MAC, …) Begriff “Informatik” für “Computerwissenschaft” in Deutschland Bézierkurven (Bézier) werden bei Renault eingesetzt, CAD-Systeme Erstes Computer-Rasterdisplay GINO (van Dam) Geräteunabhängiges Ein-Ausgabesystem (Logische Ein-Ausgabegeräte, normalisierte Gerätekoordinaten) Seillac 1 und Seillac 2 Workshop Basis für Internationale Normen (Standards): (CORE 1977), GKS 1985, PHIGS 1989, CGI, … ) Hunger„ von Peter Foldes : Erster voll animierter Film mit Hilfe von Computer Techniken( Interpolation und Inbetweening). Die erste Morphing Technik

47 Prof. Dr. Detlef Krömker47 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Hardwareentwicklung Schlüsseltechnologie Mitte 70er Ende 70er Anfang 80er Raster-Displays werden als Textterminal eingesetzt, damit auch Blockgraphik möglich CRT-Controller (Bildspeicher auslesen und auf den Schirm ausgeben) Hardwareunterstützung von 2D-Operationen BitBLT Weitere Details siehe Doc Computer Graphics History

48 Prof. Dr. Detlef Krömker48 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Ziele: Hauptvorlesung Graphische Datenverarbeitung ‣ Vermittlung der Grundlagen Basis für weiterführende Themen der Graphischen Datenverarbeitung ‣ Visualisierungim WS 05/06 ‣ Animation und Multimedia ‣ Mixed Reality Virtual Environments VR & ARz.T. in Visual Motion Analysis SS 05 ‣ Non Standard Rendering (Dr. Joseph)SS 05 ‣ Open GL (Dr. Joseph)WS 05/06 ‣ Datenkompression I (+ II)(Dr. Vuong)I im SS 05 ‣ Praktika und Seminare ‣ Visualisierung in der SW-Entwicklung Sim SS 05 ‣ Wahrheit und Täuschung im Internet (S L3)im SS 05

49 Prof. Dr. Detlef Krömker49 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Ziele dieser Veranstaltung (Teil 1) ‣ Anwendungskompetenz: Die Studierenden haben die grundlegenden Problemstellungen, Methoden, Verfahren und Algorithmen der Computergraphik kennen gelernt. Die Studierenden sollen im Stande sein, für konkrete Problemstellungen systematisch brauchbare Lösungen zu entwickeln und diese zu validieren. Sie sollen problemorientiert geeignete Verfahren und (Basis-) Systeme auswählen und anwenden können. ‣ Theoretische Kompetenz: CG nutzt neben informatischen Modellen auch spezielle grundlegende Verfahren aus der Mathematik, der Physik, der Signaltheorie und Elemente der subjektiven Wahrnehmung. Elementare Kenntnisse dieser „Theorien“ soll es den Studierenden ermöglichen, nicht nur aktuelle Lösungen und Systeme zu beherrschen, sondern theoretisch untermauerte grundlegende Konzepte und Methoden zu kennen, die über aktuelle Trends hinweg Bestand haben.

50 Prof. Dr. Detlef Krömker50 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Ziele dieser Veranstaltung (Teil 2) ‣ Gestaltungskompetenz: Die Studierenden haben die Grundlagen und Prinzipien der Programmierung Graphischer Systeme kennen gelernt und können Probleme brauchbar lösen. ‣ Autodidaktische Kompetenz: Die Studierenden sind durch die Grundlagenorientierung dieses Moduls gut auf lebenslanges Lernen vorbereitet. Sie sollen die erlernten Konzepte und Methoden auf zukünftige Entwicklungen übertragen können. Die Studierenden haben gelernt, die Entwicklungen auf dem Gebiet Computergraphik so zu beurteilen, dass sie daraus ihren eigenen Weiterbildungsbedarf ableiten können.

51 Prof. Dr. Detlef Krömker51 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Themenübersicht und Terminplanung (Vorlesung) 0.Prolog und Einführung 20.4. 1.Grundlagen des digitalen Bildes27.4. 2.Geometrierepräsentationen in 2D und 3D: 4.5. Punkte, Linien, Flächen, Körper. 3.Geometrische Transformationen R 111.5. The History of Computer Graphics Filmabend11.5. 18.00 4.Bildwahrnehmung18.5. Feiertag25.5. 5.Farbmetrik und FarbrepräsentationenR 2 1.6.

52 Prof. Dr. Detlef Krömker52 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Themenübersicht und Terminplanung (Vorlesung) 6.Klipping + Visibilitätsrechnung 8.6. Feiertag 15.6. 7.Rastern + Antialiasing R 322.6. Best of SIGGRAPH Video Review Filmabend22.6. 18.00 8.Shading + Beleuchtungsrechnung29.6. 9.Texturen 6.7. 10.Graphische Systeme 13.7. 11.Ray Tracing und Radiosity – Ausblick 20.7.

53 Prof. Dr. Detlef Krömker53 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Themenübersicht und Terminplanung (Übung) 1.Einführung in VRML - Ausgabe der VRML-Aufgabe P1 25.4. 2.Einführung in die CGpedia 2.5. 3.Abgabe der VRML-Aufgabe P1 – Ausgabe Ü1(Transf.) 9.5. 4.Einführung in JAVA 2D/Piccolo - Ausgabe der Aufgabe P2 16.5. 5.Abgabe / Besprechung der Ü1 23.5 Ausgabe des Ü 2 (Farbe) (in der Vorlesung) (1.6.) 6.Abgabe der Aufgabe P2 6.6. 7.Abgabe / Besprechung der Ü 2 – Ausgabe Ü3 (Klipping,Vis-R) 13.6. 8.Einführung in JAVA 3D - Ausgabe der Aufgabe P3 20.6. 9.Abgabe / Besprechung der Ü 3 – Ausgabe Ü4 (Rastern, Antia) 27.6. 10.Abgabe / Besprechung der Ü 4 – Ausgabe Ü5 (Shading, Bel-R) 4.7. 11.Abgabe / Besprechung der Ü 5 11.7. 12.Abgabe der P3 18.7.

54 Prof. Dr. Detlef Krömker54 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Literatur, Unterlagen zur Vorlesung, Bücher, Weitere Quellen ‣ Folien auf WWW Server http://www.gdv.cs.uni-frankfurt.dewww.gdv.cs.uni-frankfurt.de ‣ in ca. 2 Wochen (fast ) vollständig Ergänzungen Zug um Zug Lehrbücher ‣ Foley, James D et.al : Introduction to Computer Graphics, ADDISON WESLEY LONGMAN ‣ Watt, Alan: 3D Computer Graphics, ADDISON WESLEY LONGMAN

55 Prof. Dr. Detlef Krömker55 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Weitere Lehrbücher ‣ Encarnacao, Strasser, Klein: Graphische Datenverarbeitung I+II, Oldenbourg ‣ Möller, Haines: Real-Time Rendering AK Peters Ltd. ‣ Schuhmann, Müller: Visualisierung Springer 2000

56 Prof. Dr. Detlef Krömker56 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Wo findet man uns? Prof. Dr.-Ing. Detlef Krömker Varrentrappstraße 40-42, 2. OG 60486 Frankfurt Tel..: 49 (0)69 979 95-0140 Email: kroemker@cs.uni-frankfurt.dekroemker@cs.uni-frankfurt.de www: http://www.agc.fhg.de Sprechstunde: Dienstag 13 –15 Uhr nach Vereinbarung Sekr. Frau Goinar, Frau Quasten Fraunhofer-Anwendungszentrum Computergraphik in Chemie und Pharmazie (AGC) Johann Wolfgang Goethe-Universität Fachbereich Biologie und Informatik Graphische Datenverarbeitung Robert-Mayer-Straße Varrentrappstraße

57 Prof. Dr. Detlef Krömker57 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Wie lernt man CG? – Drei Zugänge ‣ Übersicht(Survey)  Vorlesung (alles erscheint einfach... aber können Sie es umsetzen, eigene Lösungen finden?) ‣ Algorithmisch  Vorlesung Details, Details, Details,... schnelles Vergessen garantiert! ‣ Programmieren, Aufgaben lösen  Übung „I do and I understand“

58 Prof. Dr. Detlef Krömker58 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG 10. Leistungsschein? ‣ Mindestens 3 Testate (d.h. > 50% richtig gelöst) aus Ü1 – Ü5 ‣ Mindestens 2 Testate (lauffähige und korrekte Szenenbeschreibung resp. Programm) aus P1 – P3 ‣ Mindestens 2 Wiki-Beiträge im der CGpedia mit Testat... das ist schon alles! aber Anmeldung erforderlich, siehe http://www.gdv.informatik.uni- frankfurt.de/index.php?m=2&sm=2http://www.gdv.informatik.uni- frankfurt.de/index.php?m=2&sm=2 Sprechzeiten der Übungsgruppenleiter: nach der Übung vereinbaren!

59 Prof. Dr. Detlef Krömker59 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Zu viel verlangt? Eine kleine Rechnung Im Bachelor-Studiengang erhalten Sie für diese Veranstaltung 6 CPs, d.h. es wird ein Bearbeitungsaufwand von durchschnittlich 6*30 Stunden = 180 Stunden zugrunde gelegt: ‣ Vorlesung (Vorbereitung, Teilnahme und Nachbereitung) 4h * 12 = 48 h. ‣ Readings: 3*4 h... daraus Fragen in den Übungsblättern und Beiträge in der CGpedia (mindestens 2) = 12 h ‣ Übungen Teilnahme 12*2 Stunden = 24 h ‣ Lösen der Übungsaufgaben 5*4 Stunden = 20 h ‣ Lösen der Programmieraufgaben 3*16 Stunden = 48 h ‣ Zeitlicher Aufwand: Zwischensumme =152 h ‣ Prüfungsvorbereitung (Bachelor) = 28 h

60 Prof. Dr. Detlef Krömker60 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Rolle und Struktur dieser Veranstaltung (1) Grundlagen der Computergrafik Modul-Nr.: B-CG Credit Points: 6 Rhythmus: jährlich SS Dauer: einsemestrig Vertiefungs- modul Zuordnung: Angewandte Informatik ANI PT 3 / PTBI Veranstaltungen: Vorlesung und Übung 2V+2Ü Zulassungsvoraussetzungen: Erfolgreicher Abschluss des Moduls B-PRG oder des Moduls B-HW oder der beiden Module B-MOD und B-DS Modulabschlussprüfung: Im SS 05 / WS 06/07 mündlich

61 Prof. Dr. Detlef Krömker61 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Rolle und Struktur dieser Veranstaltung (2) Grundlagen der Computergrafik Lernziele: Grundlagen und Prinzipien von Graphiksystemen und deren Nutzung in Anwendungssystemen. Kompetenzen und Qualifikationen: Anwendungskompetenz Theoretische Kompetenz: Insbesondere in der Mathematik, der Phy-sik, der Signaltheorie und in den Elementen der subjektiven Wahrnehmung. Gestaltungskompetenz: in der Programmierung Graphischer Systeme. Diese Veranstaltung ist Grundlagenmodul für alle Spezialmodule im Bereich des Visual Computing! Aber: HCI und MMS (beide im WS) können ohne Vorkenntnisse in CG gehört werden!

62 Prof. Dr. Detlef Krömker62 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Bachelor - Master Diplom B-Basismodule PRG 1 B-Vertiefung Angewandte Informatik ANI M-Vertiefung VC (Planung) PRG-PR B-Ergänzung OGL 6 CP 2V+2Ü CG 6 CP 2V+2Ü DBV 6 CP 2V+2Ü HCI 4 CP 2V+1Ü MMS 3CP 2V BVC-PR 8 CP 4PR ANI-BS 3 CP 2S PM EDGI NMG ANIM 4 CP 2V+1Ü VIS (E) 6 CP 2V+2Ü ADR 3 CP 2V MR 4 CP 2V+1Ü BK 4 CP 2V+1Ü ROB 3 CP 2V ROB-PR 4 CP 2V+1Ü Zyklus Vorlesungen / Übungen Praktika Seminare MVC-PR 8 CP 4PR SS WS Grund- studium Haupt- studium PT 3 PTBI P5/P6

63 Prof. Dr. Detlef Krömker63 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Veranstalter (in 2006/2007) WSSS Prof. Dr Detlef KrömkerPRG 1 HCI NMG CG MR VC-PR PRG-PR MVC-PR ANI-BS (S/P) Prof. Dr. Rudolf MesterEDGI ROB DBV MR VC-PR MVC-PR ROB-PR ANI-BS (S/P) Dr. Tobias Breiner AR VIS ANIM Dr. Hans Joseph LBOGL ADR Dr. Anh Vuong LB PM MMS BK

64 Prof. Dr. Detlef Krömker64 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Empfehlungen für die Diplomstudiengänge Informatik Diplom PT3CG  DBV  VIS12 SWS CG  OGL  VIS12 SWS CG  MMS  HCI  BK12 SWS DBV  ROB  HCI  BK12 SWS dazu MR-PR + ROB-PR + MMR-PR 4 SWS Bioinformatik Diplom Praktisch/TechnischeCG  /+ DBV  /+ VIS  /+ HCI12 SWS Bioinformatik:  /+ MMS  /+ BK  /+ „Visualisierung“durchaus in Kombination mit „Digitale Medien“ Veranstaltungen von Schneider „Modellbildung+Simulation“ möglich MR-PR + Seminar

65 Prof. Dr. Detlef Krömker65 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Empfehlungen für den Bachelor-Studiengang 16 – 24 CPs:CG  DBV  HCI16 CP CG  DBV  OGL18 CP CG  DBV  MMS15 CP CG  OGL  HCI16 CP dazu B-VC-PR 8 CP oder Seminar 3 CP  sehr gute Voraussetzung für BA-Arbeit 8 - 12 CPsCG oder DBV  MMS 9 CP CG oder DBV  HCI 10 CP CG  DBV 12 CP CG  OGL12 CP CG oder DBV  Seminar 9 CP  Mindestvoraussetzung für BA-Arbeit

66 Prof. Dr. Detlef Krömker66 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Zwischenruf Früher war die Veranstaltung doch 4V+2Ü. Müssen wir das gleiche jetzt in 2V+2Ü machen? NEIN! Umfangreiche Teile wurden in andere Veranstaltungen verlagert, z.B. in Grundlagen der Digitalen Bildverarbeitung (DBV) in Human Computer Interface (HCI) und allgemein wurde die Veranstaltung entschlackt: Subjektive Bildwahrnehmung, Farbe,... ABER: Der Umfang der Übungen bleibt gleich 2 SWS... und wird intensiver; siehe: Wie lernt man CG? Einige neue Elemente: ‣ Readings ‣ CGpedia

67 Prof. Dr. Detlef Krömker67 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Fachglossar und Wörterbuch als Wiki Ohne gutes Fachenglisch (Sie werden ständig damit konfrontiert werden), ist Informatik nicht machbar. Mit Ihrer freiwilligen Unterstützung wollen wir ein mehrsprachiges elektronisches Fachglossar aufbauen, z.B. Deutsch – Englisch – Arabisch – Chinesisch - Russisch - ???. Ob das klappt, wird im wesentlichen an Ihnen liegen!

68 Prof. Dr. Detlef Krömker68 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Reading Das Reading dieser Woche ist Was ist Informatik? Positionspapier der Gesellschaft für Informatik, Juli 2005. Quelle: http://www.gi- ev.de/fileadmin/redaktion/Downl oad/gi-positionspapier-was-ist- informatik.pdfhttp://www.gi- ev.de/fileadmin/redaktion/Downl oad/gi-positionspapier-was-ist- informatik.pdf ‣ oder auf unserem Veranstaltungsserver unter Reading 1.

69 Prof. Dr. Detlef Krömker69 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Fragen und (hoffentlich) Antworten

70 Prof. Dr. Detlef Krömker70 Hier wird Wissen Wirklichkeit Grundlagen der Computergrafik – SS 06 Modul CG Ausblick... am nächsten Donnerstag... und, danke für Ihre Aufmerksamkeit!

71 Hier wird Wissen Wirklichkeit DANKE für Ihre Aufmerksamkeit