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Grafische Datenverarbeitung 1	GDV1	2024-02-13	false

Eine Zusammenfassung der Inhalte der Vorlesung Grafische Datenverarbeitung 1 aus dem Wintersemester 2023/2024.

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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.