(12) Wiederholung. Vorlesung Computergrafik T. Grosch

Transkript

1 (12) Wiederholung Vorlesung Computergrafik T. Grosch

2 Klausur Uhr, Hörsaal 5 (Physik) 2 Zeitstunden 8 Aufgaben Drei Aufgabentypen Übungsaufgaben Wissensfragen zur Vorlesung Transferfragen Unterschiedlicher Schwierigkeitsgrad Mit leichtester Aufgabe anfangen T. Grosch - 2 -

3 Bedingungen Anmeldung zur Klausur (wie immer) über HIS Voraussetzung 50% Punkte Theorie, 50% Punkte Praxis Hilfsmittel Schreib und Zeichenwerkzeug Kein Rotstift oder Bleistift verwenden Einfacher, nicht-programmierbarer Taschenrechner Keine eigenen Blätter verwenden Rechenweg angeben, nicht nur Lösung Kein Punktabzug bei Multiple-Choice Fragen Studenten und Personalausweis mitbringen T. Grosch - 3 -

4 Die folgenden Einschränkungen gelten nur für die Hauptklausur Komplette Inhalte der Vorlesung bei Nachprüfungen T. Grosch - 4 -

5 Grundlagen Mathematik Vektorrechnung, Skalar / Kreuzprodukt, Geraden / Ebenen, Polygone, konvex/konkav, Flächen, Winkel, Trigonometrie, Rechts/Links-System, senkrechte Projektion, Linien Parameterdarstellung, t Ansatz für implizite it Darstellung Einfache Verfahren zum Zeichnen von Linien Randprobleme Anti-Aliasing Kein Midpoint / Bresenham Bildschirmspeicher Adressierung, Speicherverbrauch Keine Bildschirmtypen (TFT, CRT, ) T. Grosch - 5 -

6 Linien-Clipping: Cohen Sutherland Am Beispiel grafisch durchführen Bitcodes, Verknüpfungen, Abbruch erklären Pseudocode kennen Eigenschaften, Vor / Nachteile kennen Keine Schnittpunktberechnung auswendig wissen T. Grosch - 6 -

7 Linien-Clipping: Cyrus-Beck Am Beispiel grafisch durchführen (Schnittpunkt einzeichnen, nur Vorzeichen der Hilfsvariablen) c0, c1, w0, w1, n, vn t_in/t_out, incoming Klassifikation, Abbruch erklären Pseudocode d kennen Eigenschaften, Vor / Nachteile Keine Schnittpunktberechnung auswendig wissen T. Grosch - 7 -

8 Polygon-Clipping: Sutherland-Hodgman Am Beispiel grafisch durchführen Keine Schnittpunkte berechnen output-liste, 4 Fälle kennen Pseudocode kennen Probleme bei konkaven Polygonen Begründung für Polygon-Clipping Eigenschaften, Vor / Nachteile Keine Fragen zum Füllen von Polygonen über Bounding Box oder Kantenlisten T. Grosch - 8 -

9 Transformationen Translation, Skalierung, Rotation gltranslate, glrotate, glscale, glloadidentity Modelview Matrix Matrizen kennen, Multiplikation, grafisches Invertieren Kombination, Reihenfolge, homogene Koordinaten Transformation zu OpenGL Sequenz zeichnen Zu gegebener Transformation OpenGL Sequenz angeben Push / PopMatrix Zwei Vorstellungsweisen (vorwärts / rückwärts lesen) Keine Herleitung der Rotation Kein echtes Invertieren von Matrizen oder Berechnen von Determinanten T. Grosch - 9 -

10 Koordinatensysteme Punkt in neues Koordinatensystem transformieren Über Skalarprodukte oder als Transformationsmatrix Kamerakoordinatensystem aus A, C, up konstruieren Transformation Weltkoordinaten Kamerakoordinaten Transformationsmatrix kennen Transformation über Skalarprodukte oder über Matrix Keine Rotation um beliebige Achse T. Grosch

11 Projektionen Perspektivische / orthographische Projektion erklären Kanonisches Volumen 3 Schritte von glortho() kennen Orthographisches Volumen skizzieren oder Parameter aus gegebenem Volumen konstruieren Homogene Koordinaten 4 Schritte von glfrustum() kennen (bzw. gluperspective) Perspektivisches Volumen skizzieren oder Parameter aus gegebenem Volumen konstruieren Gründe für nicht-lineare z-transformation kennen Keine Formeln zu nicht-linearer z-transformation Keine Projektionsmatrizen auswendig lernen T. Grosch

12 OpenGL Pipeline 4 Stufen kennen Was passiert wann und warum, welche Koordinatensysteme, wann nicht-linear, Basisprimitive: Points / Lines / Polygons / Strips / Double Buffering (glflush, glutswapbuffers), z-buffer Keine Programmierung mit GLUT, kein Line/Polygon Stipple, kein fraktales Gebirge, keine Kamerasteuerung Beleuchtung Phong Beleuchtungsmodell Ambiente / diffuse / spekulare Beleuchtung berechnen Gouraud Shading beschreiben Phong Shading beschreiben Transformation der Lichtquellen,Transformation der Normalen T. Grosch

13 Texturierung Texturierung erklären Polygone von Hand texturieren oder zu texturierten Polygonen die Texturkoordinaten angeben Texturfilter & Wrapmodes kennen Texturmatrix t Keine OpenGL Kommandos (gltexture2d, gltexenv, ), keine Environment Maps, keine Normal Maps, kein Displacement, keine 3D Texturen T. Grosch

14 Splines Interpolation / Approximation, Anwendungen Bezier Spline Bernstein Polynome Verlauf skizzieren (keine Formel) Eigenschaften kennen (Grad, konvexe Hülle, Tangenten, VDP, ) de-casteljau Algorithmus anwenden, Spline zeichnen Anschluß Spline konstruieren Hermite Spline Punkte für Bezier Spline konstruieren, zeichnen Eigenschaften kennen Catmull-Rom Spline zeichnen / Eigenschaften kennen Keine Matrizenbeschreibung von Splines Keine OpenGL Splines Keine rekursive Unterteilung t des Kontrollpolygons l T. Grosch

15 Ray Tracing Prinzip erklären Unterschiede zu OpenGL Beleuchtung (Rasterisierung) kennen Pseudocode main / trace / shade kennen Strahl durch Pixel generieren Reflektierter Strahl berechnen Keine Schnittpunkte Strahl Dreieck, Strahl - Kugel Keine Lichtbrechung, Fresnel Reflexion T. Grosch

16 Nächste Wochen Für weitere Fragen Übung Nächste Woche Prof. Preim: Anwendungsfächer, Fragen zum Studium Übernächste Woche Vorstellung der besten Flugsimulatoren Bonuspunkte für Klausur Abgabe bis Ende Juni Hot Topics: Was in der Vorlesung alles nicht drankam Evaluation T. Grosch