Modulbeschreibung zum Projektstudium Computergrafik und Softwaretechnik

Modultitel

Projektstudium Computergrafik und Softwaretechnik

Fachgebiet

Informatik, Praktische Informatik

Modulverantwortlicher

Prof. Kurth, Prof. Lewerentz

Sprache

Deutsch

Angebotsturnus

jedes Wintersemester

Dauer

1 Semester

Lehrformen und deren Anteil am Gesamtumfang

• Vorlesung: 2 Stunden pro Woche
• Seminar: 2 Stunden pro Woche
• Praktikum: 8 Stunden pro Woche

Credits

14

Studiengänge

• Informatik Diplom
• Informatik Master
• IMT Master nach Absprache mit dem zuständigen Mentor

Anhand im Team zu lösender Aufgaben sollen Kenntnisse über grundlegende Probleme, Methoden, technische Voraussetzungen und Begrenzungen der Grafik-Programmierung und Bildsynthese erworben und angewandt werden. Gleichzeitig sollen dabei anhand dieser Aufgaben Kenntnisse und praktische Kompetenzen hinsichtlich einer systematischen, kooperativen Softwareentwicklung vermittelt werden.

Projektgruppen mit je 5-6 TeilnehmerInnen bearbeiten jeweils eines der untenstehenden drei Computergrafik-Themen. In den für alle Gruppen verbindlichen Vorlesungs- und Seminarstunden werden von Dozenten und Mitarbeitern die erforderlichen fachlichen Voraussetzungen aus der Computergrafik und der Softwaretechnik vermittelt. Zudem dienen diese Präsenzzeiten dem Wissenstransfer zwischen den Projektgruppen durch studentische Vorträge. Im praktischen Teil wird im Team jeweils ein Softwaresystem entworfen und implementiert. Der Entwicklungsprozess wird in zwei Phasen verlaufen:

1. Entwicklung eines vorläufigen Systems mit eingeschränktem Funktionsumfang
2. Weiterentwicklung zum Endprodukt

Am Ende der 1. Phase steht eine Runde mit wechselseitiger Begutachtung, Tests und Redesign-Vorschlägen, am Ende der 2. Phase nochmalige Tests und eine Vorstellung des Projekts in einem Teamgespräch (Prüfung; siehe "Zu erbringende Leistung").

Thema 1: Interaktive Modellierungsumgebung für Oberflächen in 3 Dimensionen	Thema 2: Rendering-Werkzeug auf Basis verschiedener Beleuchtungsmodelle	Thema 3: Toolbox für prozedurale, fraktale (2D-)Bilderzeugungsverfahren mit Animationsmöglichkeiten
1. Phase Primitivobjekte und polygonal begrenzte Objekte Transformation von Objekten Drahtgitterdarstellung Verwendung der Klassenbibliothek Java 3D	1. Phase Visibilitätsverfahren, z-Buffer lokale Beleuchtungsrechnung Raytracing Gouraud- und Phong-Shading	1. Phase iterierte Funktionssysteme (IFS) Lindenmayer-Systeme (2D) zelluläre Automaten Zoom-in / Zoom-out
2. Phase Splineflächen (NURBS) Superquadriken Gruppierung, Layertechnik Exportfilter für RenderMan und VRML Import von Elevationsfeldern	2. Phase Texture Mapping Environment Mapping Ausnutzung von Nebenläufigkeit Import aus RenderMan-Format und VRML	2. Phase Juliamengen und Mandelbrotmenge diffusionslimitierte Aggregation fraktale Brownsche Bewegung Animation von Parametervariationen, Bildtransformationen und deren Verkettung Antialiasing-Techniken Export- und Importfilter

Die drei Programme sollen so konzipiert werden, dass sie am Schluss sinnvoll miteinander kommunizieren können (2 rendert 1, Bilder aus 3 als Texturen oder Hintergrund in 2).

Themen aus dem Bereich Softwaretechnik, die in Vorlesungen und Seminaren behandelt werden und die in den Projekten relevant sind:

• Systematische Problemanalyse
• Software-Architekturen
• Objektorientierter Entwurf (grundlegende Prinzipien und Entwurfsmuster)
• Versions- und Konfigurationsmanagement
• Qualitätsmodelle für oo-Architekturen und -Programme
• Reviews
• Reengineering, Refactoring

1. Zwei Seminarvorträge und -ausarbeitungen je Teilnehmer (ggf. zu zweit)
2. Entwicklung einer Software zu einem der Themen 1, 2 oder 3 im Team
3. Prüfungsgespräch

• Lineare Algebra
• Diskrete Mathematik
• Informatik I und II, Software-Praktikum
• Softwaretechnik I
• Grundzüge der Computergrafik (kann in Einzelfällen auch parallel zum Modul belegt werden)

Diese integrierte Veranstaltung wendet sich an Studierende der Master- und Diplomstudiengänge Informatik und IMT und ist gleichwertig mit dem Modul 1-1-528 "Computergrafik" und einem Softwaretechnik-Praktikum.