Grundlagen: 3D-Grafik

Bücher: 3D-Grafik, Grundlagen, Modellierung, Texturierung, Animation und Rendering

Überblick über die Entwicklungsgeschichte der Animation

In diesem Kapitel werden allgemeine Aspekte wie Voreinstellungen, Arbeitsweisen, Tipps und Richtlinien behandelt.

Geometriebeschreibung: Nurbs, Polygone und Subdivision-Flächen; allgemeingültige Modellierungsansätze: Primitives, Deformer, Flächen aus Kurven, Boolsche Operationen, Low/High-Polygon-Modellierung, Metaballs, Displacement, Paint-Modellierung und parametrische Modellierung,

Die wichtigsten Grundlagen über Bézier-Kurven.

Uniforme und nichtuniforme B-Splines.

Rationale Splines, Nurbs-Kurven (Non-Uniform-Rational B-Splines).

Das Polygon in 2d und 3d. Die Komponenten des Polygons, Smoothing, Schattierung, Triangulation. Quads und Triangles.

Subdivision Modellierung für polygonale Netze. Wie unterscheiden sich Subdivision-Flächen von simmulierten Subdivision?

Wie können aus Kurven Flächen erzeugt werden: Flächen aus Punkten, aus planaren geschlossenen Kurven, Rotationskörper, Extrusionskörper, Bevel, Patches, Rail-Flächen, Fläche aus n non-planaren Kurven / N-Sided-Surfaces

Bézier-Patches, deren Anatomie und Eigenschaften. Spline-Netzwerke als Basis für die Erstellung organischer Modelle.

Nurbs-Flächen und deren Eigenschaften

Mapping-Techniken in 3d-Programmen

Texturkoordinaten, Projektionen, Auslegen von Texturkoordinaten, Unwrap, UVW, UV

Beleuchtungsmodelle, Schattierungstechniken

Beleuchtung in der 3D Computergrafik / Allgemein

Beleuchtungsmodell, Lambert, Phong, spekulare Reflexion, diffuse Reflexion, reale Reflexion

Lichtquellen in der 3d - Grafik und deren Eigenschaften

Schattierungsverfahren: Gouraud-Shading, Phong-Shading

Strahlenoptik, Reflexion, Transmission, Brechungsindex, Lichtbrechung

Lichteffekte in der 3d-Grafik und deren Eigenschaften

HDRI - LDRI; Was ist ein HDR-Bild?

Was ist eine Light Probe? Wie wird ein omnidirektionales HDR-Bild erstellt?

Dreipunkbeleuchtung mit Schlüssellicht, Fülllicht und Gegenlicht in der 3D-Grafik. (Das Modul ist noch in Arbeit!)

Was bedeutet Animation. Wie entsteht die Illusion der Bewegung: Stroboskopischer Effekt, Stroboskopische Täuschung und Persistence of Vision.

Lineare-Nonlineare Animation, Pfadanimation, Hierarchie-Parenting-Gruppieren, Skeleton-Animation, IK-FK, IK-FK-Blending, Texturanimation, Kameraanimation, Reaktive Animation, Dynamics, Particles, Expressions

Keyframe, Frame-Rate, Frames per second und Interpolationstechniken.

Eigenschaften der Pfad-Animation

Reaktive Animationstechniken: Direkte Verknüpfungen, Driven Keys, Controller, Animationsbeschränkung / Constrain, Expressions

Expressions und Scripts in der 3D-Computeranimation: Einfache Scripts, Mel, Particel-Expressions

Gruppen, Parenting, Skelette

Kinematik, IK, FK, Vorwärtsgerichtete Kinematik, Vorwärtskinematik, Inverse Kinematik, Spline-IK

Nonlineare Animation in der 3D-Computeranimation

Allgemeine Grundprinzipien der Animation.

Grafik-Pipeline, Computergrafik-Pipeline bzw. Rendering-Pipeline: Wie werden 3d-Daten bis zum fertigen Bild verarbeitet?

Koordinatenräume in der Rendering-Pipeline: Lokaler Koordinatenraum, Weltkoordinatenraum, Ansichtsraum

Wie werden 3d-Daten auf eine 2d-Ebene abgebildet: Parallelprojektion / Zentralprojektion

Wie werden die Objekte bzw. Teile von Objekten von der zu rendernden Kamera verarbeitet: Clipping, Culling und Frustrum

Wie werden jene Pixel bestimmt, die ein 3d-Objekt definieren.

Raytracing, Strahlenverfolgung, rekursive Strahlenverfolgung, Backwards Raytracing, Reflexion, Refraction, Lichtbrechung, Spiegelung

Raytracing, Reflection, Reflexion, Reflexions-Mapping

Raytracing-Refraction, Refraktion,

Raytracing, Raytracing-Schatten

Nicht-fotorealistische Computergrafik und deren Eigenschaften: Cartoon-Shader und Vektor-Renderer

Kameras in der 3d-Grafik / Eigenschaften und allgemeine Einstellungsparameter

Welche Anzeigekonzepte stehen in der 3d-Grafik zur Verfügung: Axonometrische-, orthogonale-, isometrische und perspektivische Ansichten