Themen für das Projektstudium Computergrafik und Softwaretechnik
Themen
Drei Themen aus der Computergrafik stehen zur Auswahl. Bei Entwicklung
und Implementation der Softwaresysteme kommt die Softwaretechnik zum
Einsatz:
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Thema 1: Interaktive Modellierungsumgebung für Oberflächen in 3 Dimensionen
Eine 3D-Modellierungsumgebung ermöglicht die interaktive
Erstellung dreidimensionaler Szenen. Als Objekte stehen
Primitivobjekte wie Kugeln und Zylinder sowie
Freiformflächen (NURBS - Non-Uniform Rational B-Splines)
und Superquadriken zur Verfügung. Die softwaretechnischen
Herausforderungen liegen vor allem im Bereich der
Benutzeroberfläche sowie der Verzahnung mit der
Bibliothek Java 3D.
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Thema 2: Rendering-Werkzeug auf Basis verschiedener Beleuchtungsmodelle
Das Rendering-Werkzeug erstellt aus einer gegebenen
dreidimensionalen Szene eine zweidimensionale Projektion,
also eine Ansicht aus einer bestimmten Perspektive. Zur
Erzeugung der Ansicht werden das z-Buffer- und das
qualitativ hochwertige Raytracing-Verfahren eingesetzt
und mit verschiedenen Lichtmodellen zur Ausleuchtung kombiniert.
Das Zusammenschalten der verschiedenen Algorithmen
und das Bereitstellen einer gemeinsamen Infrastruktur
sind hier die typischen Probleme, die mithilfe
der Softwaretechnik gelöst werden.
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Thema 3: Toolbox für prozedurale, fraktale (2D-)Bilderzeugungsverfahren mit Animationsmöglichkeiten
Mithilfe einer Toolbox zur Bilderzeugung werden zweidimensionale
Bilder aus mathematischen Modellen gewonnen. Das Apfelmännchen
und die Schneeflockenkurve sind zwei prominente Vertreter, die
auf der Mandelbrotmenge bzw. iterierten
Funktionssystemen/Lindenmayer-Systemen beruhen. Mit diesen und
anderen Modellen können aber noch zahlreiche weitere, interessante
Bilder generiert werden. Durch die Verkettung und Animation einzelner
Modelle werden darüber hinaus weitere Effekte erzielt. Auch hier
wird mithilfe der Softwaretechnik eine gemeinsame, leistungsfähige
Infrastruktur für die verschiedenen Algorithmen geschaffen
und an eine grafische Benutzeroberfläche gekoppelt.
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Pflichtenheft
Zu jedem Thema gibt es ein Pflichtenheft mit allen Anforderungen,
die die zu entwickelnde Software erfüllen muss. Hierzu gehören Angaben
über Funktionen, Leistungen, die Benutzeroberfläche sowie Qualitätskriterien.
Programme im Netz
Jedes der drei Themen ist praxisrelevant. Daher gibt es bereits zahlreiche
freie und kommerzielle Produkte zu den jeweiligen Themenbereichen. Natürlich
dürfen sie nicht unmittelbar zur Softwareentwicklung für das Projektstudium
genutzt werden, sie können jedoch hilfreiche Anregungen geben und schon
zu Beginn des Projektstudiums ein "Gefühl" für die zu lösenden Aufgaben
vermitteln. Programme im Netz zeigt zu jedem Thema eine Auflistung
von im Netz verfügbaren Programmen.
