Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Funktionsweisen und Konzepte von 3D Grafik Engines. Sie können aufbauend auf den erlernten Techniken und Inhalten Szenen mit den dazugehörigen Grafikobjekten für interaktive Grafik Umgebungen integrieren und entwickeln.

• ILV: Lineare Algebra und analytische Geometrie,
• ILV: Einführung in die Computergrafik,
• ILV: Einführung in das Programmieren und Grundlagen der Informatik

Inhalte der Lehrveranstaltung:

• Geschichte von 3D Engines
• Einführung in Grafikhardware
• Historie
• Aufbau und Eigenschaften
• Kenngrößen
• Architektur eine Grafik-Engine am Beispiel einer Game Engine
  • Hardware Layer
• Ausgewählte Kapital zum Thema Betriebssystem
  • Thread/Prozesse
  • Multitasking
  • Scheduler
  • Speicherverwaltung/Virtueller Adressraum
  • Kernel
  • Kernel Mode / ringe
• Moderne Grafikschnittstellen
• Realisierung von Plattformunabhängigkeit (z.B: Unity)
• Einführung in eine gängige Grafikschnittstelle (z.B.: OpenGL)
• Historie
• Renderpiplines
  • Fixed/Programmable
• Immediate/ Deferred mode
  • Bufferobjekte
• Shader Programmierung
• Verwendung der API in einer grafischen Anwendung
• Einlesen von 3D Model Daten.
  • Darstellung "rendern" der Geometriedaten über die Grafikschnittstelle.
  • Manipulation der Geometriepositionen
  • Implementierung einer virtuellen Kamera
  • Verwendung von Texturen
  • Beschreibung und Implementierung von Materialien
• Einführung in eine gängige Game Engine
  • Anlegen von einfachen Szenenstrukturen für Grafische Objekte samt relevante Effekte (z.B.: Partikelsysteme)
  • Erstellung und Verwendung einfacher Animationen
  • Definition des Verhaltens mittels Scripting und Verarbeitung von Eingaben
  • Verständnis und Anwendung von gängigen Physikalischen Effekten (Rigide Körper)
  • Erstellung von eigenen Anwendungen und Export in ein ausführbares Format

Folgende Basis-Literatur wird in der Lehrveranstaltung verwendet:

• E. Angel, D. Shreiner, Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with Shader-Based OpenGL, 2011;
• G Wong, J. Wang, Real-Time Rendering: Computer Graphics with Control Engineering (Automation and Control Engineering), 2017;
• Alex Okita, Learning C# Programming with Unity 3D, 2014;
• Alan Thorn, Unity 2018 By Example: Learn about game and virtual reality development by creating five engaging projects, 2nd Edition (English Edition), 2018;

Vortrag mit Demonstrationen, Gruppenarbeit

Immanenter Prüfungscharakter mit

• Mitarbeit,
• Teilprüfungen