Advanced Rendering Techniques

(WAS) Die Teilnehmenden können verschiedene Methoden des Bildentstehungsprozesses umsetzen

(WOMIT) indem sie

• die physikalischen Wechselwirkungen von Licht und Material mathematisch beschreiben um verschiedene Beleuchtungsverfahren zu implementieren
• Verfahren der Bildsynthese zur Rasterisierung und zum Ray-Tracing bewerten, vergleichen und kombinieren
• Beschleunigungsverfahren für Renderingverfahren entwickeln und einsetzen
• Graphische Effekte welche sich Eigenschaften und Fähigkeiten moderner Grafikkarten zu Nutze machen umsetzen
• Methoden der Umsetzung von Algorithmen auf GPUs anwenden und kritisch reflektieren

(WOZU) um in der Lage zu sein sowohl graphische Anwendungen mit Hilfe von Methoden an der Grenze des heute vorhandenen Wissens und an der Spitze der aktuellen Technologie umzusetzen, zu erweitern, als auch um selbst wissenschaftliche Beiträge zur Weiterentwicklung des Gebietes der Bildsynthese zu leisten.

• Objekt- und Szenenmodellierung, Szenengraphen
• Radiometrische Grundlagen
• Licht-Materie-Wechselwirkung
• Material- und Reflexionsmodelle, BRDFs
• globale Beleuchtung und Lichttransportphänomene
• Ray Tracing, Path Tracing und Photon Mapping
• Rasterisierung
• Multi-Pass Rendering
• Screen-Space Ambient Occlusion
• Shadow Mapping
• Deferred Shading und Light Pre-Pass

• Beamergestützte Vorlesung
• Praktika / Projekt in Kleingruppen, um die erlernten Methoden und Techniken einzuüben und zu vertiefen (Rechnerlabor)

4 SWS: Vorlesung 2 SWS; Praktikum / Projekt 2 SWS

• Matt Pharr, Greg Humphreys: Physically Based Rendering, 3rd Edition, Morgan Kaufmann 2016.
• Peter Shirley: Realistic Ray Tracing, 3. Auflage, AK Peters 2003.
• Peter Shirley: Fundamentals of Computer Graphics, 4. Auflage, AK Peters 2016.
• Henrik Wann Jensen: Realistic Image Synthesis Using PhotonMapping, AK Peters 2001.
• Philp Dutre, Phillippe Bekaert, Kavita Bala: Advanced Global Illumination, B&T 2003

Kurzbeschreibung

Die Studierenden erlernen aktuelle Techniken zur Erzeugung interaktiver und photorealistischer Computergrafik, wie sie bspw. in Computerspielen, XR Anwendungen und Filmen verwendet wird. Dabei liegt der Schwerpunkt nicht auf der praktischen Anwendung sondern vor allem auf den darunterliegenden Algorithmen. Ziel ist es diese zu verstehen, zu erweitern und sinnvoll anwenden zu können.

Studien-/Prüfungsleistungen

Gewichtung der Prüfungsleistung für die Gesamtnote ist jeweils in Klammern angegeben.

Entweder Projektarbeit:

• Projektpräsentation (30%)
• Projektdokumentation (70%)

Oder Fachvortrag:

• Fachpräsentation (50%)
• Schriftliche Ausarbeitung (50%)