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Veranstaltungsbeschreibung

34114 Modellierung und Simulation 1

Zuletzt geändert:19.03.2015 / Dorostan
EDV-Nr:34114
Studiengänge:
Dozent:
Sprache: Deutsch
Art: V, Ü
Umfang: 4 SWS
ECTS-Punkte: 6
Workload: Vorlesung:
15 Termine zu je 4 SWS = 45 Zeitstunden
Vor- und Nachbereitung:
15 Termine zu je 4 SWS = 45 Zeitstunden
Übungen zur Vorlesung:
15 Termine zu je 4 Zeitstunden = 60 Zeitstunden

Prüfungsvorbereitung:
4 Tage zu je 7,5 Zeitstunden = 30 Zeitstunden
Gesamter Zeitaufwand (Workload)=180 Zeitstunden
Prüfungsform: MP
Bemerkung zur Veranstaltung: Lt. SPO-Ausschussitzung v. 28.10.09: Änd. ab WS 09/10:1) BZ: Mathematik oder gleichwertige Kenntnisse
Formale Zulassungsvoraussetzungen:
Setzt inhaltliche Vorkenntnisse entsprechend folgender Module / Lehrveranstaltungen voraus: 34101 Mathematik
34114 Modellierung und Simulation 1
44264 Bildverarbeitung (oder ähnliches)
Veranstaltung ist Basiswissen für folgende Module / Lehrveranstaltungen: 34117 Modellierung und Simulation 2
   
Beschreibung:

Ohne den Einsatz von Computer Graphik Methoden ist unsere heutige Mediengesellschaft in Film und Werbung undenkbar. Mit verbesserten 3D-Darstellungsmöglichkeiten wächst der Bedarf an dreidimensionalen Szenen und Möglichkeiten, diese zu gestalten und spektakuläre Spezialeffekte zu erzeugen. Basis dafür ist die Modellierung dreidimensionaler Szenen.


Neben den im Automobilbau und in der Flugzeugindustrie inzwischen etablierten CAD-Modelliertechniken mit NURBS rücken im Bereich der Computergraphik jedoch andere, neue Verfahren, wie z.B. Metaballs, Subdivision-Surfaces und prozedurale Modelliertechniken in den Mittelpunkt des Interesses.

Darüber hinaus gewinnt die physikalisch korrekte Simulation von Bewegungen sowohl bei der Erstellung von Filmsequenzen und Werbespots, als auch in industriellen Anwendungen, wie z.B. der Planung von Fertigungsabläufen, immer mehr an Bedeutung.

Die Vorlesung Modellierung und Simulation ist zweisemestrig angelegt und führt in die Techniken des geometrischen Modellierens und der Simulation ein. In der Vorlesung Modellierung und Simulation 1 sollen folgende Themen behandelt werden:

  • Polyeder und Datenstrukturen
  • Scattered Data Approximation und Interpolation (Vom Scanner zum Modell)
  • Implizite Flächen
  • Unterteilungsflächen
  • Hermite-, Bézier- und B-Spline-Kurven, rationale Kurven
  • Tensorproduktflächen
  • Schneiden von Flächen - Trimmed NURBS
Die Einzelheiten des Übungsbetriebs (mit Übungen am Graphiksystem MAYA) werden am Anfang der Vorlesung besprochen.
Lernziele:

Die Studierenden werden nach Abschluss des Seminars ein vertieftes Verständnis für den Einsatz von Algorithmen und Datenstrukturen haben, die für die Modellierung und Simulation dreidimensionaler Szenen von Bedeutung sind. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der geometrischen Modellierung, der graphischen Datenstrukturen, der Simulation und Elemente der numerischen Mathematik.

Die Teilnehmer sind am Ende der Vorlesung in der Lage, graphische Datenstrukturen beurteilen und Unterschiede der verschiedenen Kurven- und Flächenberechnungen zu erklären.

Sie sind anschließend in der Lage selbstständig und kreativ vorgestellte Konzepte und Algorithmen in aktuellen Filmproduktionen und Graphikanwendungen umzusetzen bzw. neue Spezialeffekte selbstständig und eigenverantwortlich zu entwickeln.

Durch die Bearbeitung von Übungsaufgaben werden die Kenntnisse vertieft und die Studierenden werden befähigt, Lösungswege zu erkennen und zu formulieren sowie die Ergebnisse zu interpretieren.

Literatur: Farin: Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design
Foley, van Dam: Computer Graphics, Principles and Practice.
Hoschek, Lasser: Fundamentals of Computer Aided Geometric Design
Klein, Strasser, Encarnacao: Graphische Datenverarbeitung I und II
SIGGRAPH Tutorial ''Subdivision for Modelling and Animation''


Weitere Literatur finden Sie in der HdM-Bibliothek.
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