--- title: "Grafische Datenverarbeitung 1" tags: [GDV1] date: 2024-02-13 draft: false --- Eine Zusammenfassung der Inhalte der Vorlesung **Grafische Datenverarbeitung 1** aus dem Wintersemester 2023/2024. Download **Inhalt:** 1. **Grafikpipeline und Rendering-Techniken** - Die **Grafikpipeline** besteht aus mehreren Schritten: **Geometrie-Transformationen, Rasterisierung und Fragmentverarbeitung**. - Moderne Grafikkarten nutzen **programmierbare Pipelines** (Vertex- und Fragment-Shader) für **effiziente 3D-Darstellung**. - **Raytracing vs. Rasterization**: Raytracing erzeugt realistische Reflexionen und Schatten, benötigt aber hohe Rechenleistung. 2. **3D-Transformationen und Projektionen** - Transformationen ermöglichen das **Positionieren und Skalieren von Objekten** im 3D-Raum. - **Homogene Koordinaten und Matrixmultiplikation** werden für Effizienz verwendet. - **Parallele vs. Perspektivische Projektion**: Parallele Projektionen bewahren Parallelität, während perspektivische Projektionen **Fluchtpunkte** haben. 3. **Beleuchtungsmodelle und Shading-Techniken** - **Phong-Beleuchtungsmodell** für realistische Lichtberechnungen mit **Umgebungs-, Diffus- und Spiegelreflexionen**. - **Shading-Techniken** 4. **Texturierung und Mapping-Verfahren** - **Texture Mapping** legt 2D-Bilder auf 3D-Oberflächen. - Erweiterte Verfahren wie **Bump Mapping, Parallax Mapping und Displacement Mapping** simulieren Oberflächenstrukturen. - **Mip-Mapping und anisotropische Filterung** verbessern die Qualität bei entfernten Objekten. 5. **Culling, Sichtbarkeitsberechnungen und Optimierungen** - **Backface Culling** entfernt nicht sichtbare Rückseiten von Objekten. - **Z-Buffering** und **Stenciling** sorgen für eine korrekte Tiefendarstellung. - **Octrees, BSP-Trees und kd-Trees** helfen, Szenen effizient zu organisieren und die Renderzeit zu optimieren.